EKOLOGIA I OCHRONA

ŚRODOWISKA

Ryszard ZIELIŃSKI

Katedra Technologii i Analizy Instrumentalnej

Wydział Towaroznawstwa

Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

Wydział Towaroznawstwa

Kierunek: Zarządzanie i Inżynieria Produkcji, rok I

Materiały do wykładów na rok akademicki 2013/2014

$

#

g

u

i

d

{

D

4

E

D

9

E

7

B

-

E

B

F

6

-

4

A

0

7

-

B

C

7

4

-

1

2

4

4

9

C

3

F

D

F

B

B

}

#

$

Literatura do przedmiotu

Rocznik Statystyczny „Ochrona Środowiska 2012”.

Główny Urząd Statystyczny. Warszawa 2013.

Mastalerz P.: „Ekologiczne kłamstwa ekowojowników.

Rzecz o szkodliwości kłamliwej propagandy ekologicznej”.

Wydawnictwo Chemiczne, Wrocław 2012.

„ Atlas Radiologiczny Polski 2011”. Centralne Laboratorium

Ochrony Radiologicznej. Państwowa Agencja Atomistyki.

Warszawa 2012.

Barnier M.: „Atlas wielkich zagrożeń. Ekologia – Środowisko -

Przyroda”. WNT, Warszawa 1995.

Rule J.: „Problemy nauki o ochronie środowiska”. Wydawni-

ctwo Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, Lublin 1994.

Literatura do przedmiotu

Pawlak Z.: „Ochrona środowiska dla ekonomistów”.

Inter-Inform, Poznań 2006.

Małachowski K.: „Gospodarka a ekologia i środowiska”.

Wydawnictwo CeDeWu, Warszawa 2007.

Głowniak B. Klempa E., Winnicki T.: „Podstawy ochrony

środowiska”. PWN, Warszawa 1985.

O’Neil P.: „Chemia środowiska”. Wydawnictwo Naukowe

PWN, Warszawa-Wrocław 1998.

Wolański N.: „Ekologia człowieka. Tom 1. Podstawy ochrony

środowiska”. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.

Siemiński M.: „Środowiskowe zagrożenia zdrowia”.

Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.

Siemiński M.: „Środowiskowe zagrożenia zdrowia. Inne

wyzwania”. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.

Motto

Nie jest sztuką czerpać z przyrody i brać z niej tak,

by ją przy tym zniszczyć doszczętnie.

Sztuką natomiast jest czerpać i brać tak,

by przyrody nie niszczyć, lecz zachować ją,

a nawet wzbogacać ...

Jan Jerzy Karpiński

Konieczny jest nowy sposób ludzkiego myślenia,

żeby ludzkość przeżyła i nadal się rozwijała

Albert Einstein

Naturalne środowisko człowieka

Okresy historyczne

• Okresy wojen

• Okresy międzywojenne

Cechy historii ludzkiej cywilizacji

• cykliczność zjawisk

• postęp, rozwój

• eksploatacja fizycznych zasobów Ziemi

Przejawy bezładnej eksploatacji zasobów przyrody

• Trwonienie nieodnawialnych zasobów naturalnych

• Zanieczyszczenia, często skażenia powietrza, wody, gleby

• Zakłócenie równowagi w biosferze – zagrożenia

• Zaniechanie naturalnych metod produkcji żywności

Żywioły w różnych kulturach

wojna

głódpowietrze

ogień

ogień

ziemia

powietrze

kosmos

woda

helleńska/hinduskaprehistoryczna

chińska japońska

ogień

ziemia

powietrze

piorun

woda

ogień

ziemia

metal

drewno

woda

ogień

ziemia

powietrze

eter

woda

tybetańska

europejska

ogień

ziemia

powietrze

Słońce

woda

Główne zagrożenia człowieka

Klasyfikacja zagrożeń według przyczyny powstawania

Naturalne

– efekt działania naturalnych sił przyrody

Antropogeniczne

– efekt działalności człowieka:

• gospodarczej (bytowej, produkcyjnej, usługowej)

• naukowo-badawczej

• edukacyjnej

• militarnej

• sabotażowej

• turystycznej

• politycznej (efekt zaniechania działań !!!)

Wyładowania atmosferyczne

Pioruny kuliste

Porywiste wiatry

Trąby powietrzna – tornada

Cyklony – tajfuny – huragany

Fale tsunami

Powodzie

Lawiny błotne

Lawiny śnieżne

Wybuchy gejzerów

Wybuchy wulkanów

Pyły wulkaniczne

Wyziewy toksycznych gazów z wnętrza Ziemi

Trzęsienia Ziemi

Susze

Pożary łąk i lasów

Burze piaskowe

Upadki obiektów pozaziemskich

18 głównych zagrożeń człowieka

przez naturalne siły przyrody

Zdarzenia w historii Ziemi

zmiany parametrów orbity ziemskiej

zmiany systemu prądów oceanicznych

zmiany konfiguracji pola magnetycznego Ziemi i Słońca

erupcje wulkaniczne

działalność rolnicza i przemysłowa człowieka

zmiany w obiegu materii

Konsekwencje

zmiany bilansu energetycznego Ziemi

zmiana wielkości strumienia promieniowania kosmicznego

docierającego do Ziemi

zmiany klimatyczne w środowisku

Ochrona środowiska

Ochronę środowiska można zapewnić poprzez:

racjonalne wykorzystanie przyrody i jej zasobów

stosowanie środków zapobiegawczych obejmujących

wykorzystanie urządzeń chroniących środowisko

eliminowanie tych czynników działalności człowieka, które

są szkodliwe dla środowiska

stosowanie technologii i rozwiązań technologicznych, które:

• nie tworzącą zagrożenia dla środowiska

• nie są uciążliwe dla środowiska

• ograniczają zagrożenia lub uciążliwość dla środowiska.

Ochrona środowiska

W praktycznym ujęciu ochrona środowiska obejmuje wszelkie

przedsięwzięcia, których celem jest:

zapobieganie powstawaniu odpadów,

ograniczenie ilości powstających odpadów,

powtórne wykorzystanie odpadów,

usuwanie zanieczyszczeń,

unieszkodliwianie tych zanieczyszczeń, które powodują

degradację ekosystemów

Ochrona środowiska

Klub Rzymski – 1968

Interdyscyplinarny międzynarodowy program ONZ „Człowiek

i środowisko” w 1969 r.

W 1969 r. raport Sekretarza Generalnego ONZ U Thanta pt.

„Człowiek i jego środowisko” używa termin „ochrona natural-

nego środowiska człowieka"

Deklaracja końcowa konferencji ONZ, Sztokholm, VI.1972 r.

nt. ochrony naturalnego środowiska człowieka

Sozologia – prof. Walery Goetel (grec. sozo – chronić)

– nauka zajmująca się podstawami ochrony przyrody i jej

zasobów oraz zapewnieniem trwałości jej użytkowania

Sozoekologia człowieka

Bezpieczeństwo ekologiczne – kongres intelektualistów

Motywy działań ochronnych

kultowe, magiczne, religijne

gospodarcze

obronne

estetyczne

patriotyczne

kulturowo-historyczne

krajobrazowe

naukowe

społeczne

Antropopresja w ujęciu historycznym

Współżycie człowieka z przyrodą (– do VII w. n.e.)

Walka z przyrodą i nieznaczne jej przekształcenia

(VIII w. – XIII w.)

Przekształcenia odwracalne (XIV w. – XVIII w.)

Przekształcenia trudno odwracalne (ok.1800 – 1942)

Przekształcenia niebezpieczne dla biosfery (od 1942)

Różnorodność biologiczna

Pojęcie

Zróżnicowanie wszystkich żywych organizmów pochodzą-

cych, inter alia, z ekosystemów lądowych, morskich i innych

ekosystemów wodnych oraz systemów ekologicznych, któ-

rych są one częścią składową. Różnorodność biologiczna

dotyczy zróżnicowania:

• w obrębie danego gatunku,

• pomiędzy gatunkami,

• pomiędzy ekosystemami.

Konwencja o różnorodności biologicznej (Dz. U. z 2002 r. nr

184, poz. 1532)

Konwencja ogłoszona i przyjęta podczas międzynarodowej

konferencji Środowisko i Rozwój (UNICED) znanej jako tzw.

Szczyt Ziemi w Rio de Janeiro w 1992 r.

Aktualne zadania ochrony przyrody

Zadania konserwatorskie

Zachowanie resztek pierwotnej przyrody, które są ważne

ze względów:

• idealnych,

• naukowych,

• estetycznych,

• historyczno-pamiątkarskich

Aktualne zadania ochrony przyrody

Utrzymanie naturalnych sił żywej przyrody w żywostanach

(biocenozach) podległych gospodarce człowieka, których

postępujące ubożenie jest synonimem gospodarki

rabunkowej

Zadania społeczno-gospodarcze

Aktualne zadania ochrony przyrody

Zadania uprawy krajobrazu

Uzdrowienie i odnowienie spustoszonych krajobrazów,

aby spotęgować ich siły wytwórcze i przekształcić w

zdrowe i piękne mieszkanie dla wszystkich obywateli

Pojednanie świata cywilizacji ludzkiej ze światem wolnej

przyrody w celu zapewnienia trwałej produkcyjności

świata przyrody

Metoda: planowanie przestrzenne

Pojęcie ekologii

Termin „ekologia” wprowadził w drugiej połowie XIX wieku

niemiecki profesor Ernest Heakel na określenie dyscypliny

naukowej u której podstaw leży biologia.

Słowo „ekologia” pochodzi od greckiego: oikos (dom,

miejsce bytowania) i logos (słowo, powieść).

Ekologia to nauka o funkcjonowaniu żywych organizmów w

powiązaniu z warunkami ich bytowania.

Ekologia to nauka o ekonomice przyrody, która bada

wzajemne zależności zachodzące:

• pomiędzy samymi żywymi organizmami,

• pomiędzy żywymi organizmami i otaczającym je żywym

lub martwym środowiskiem

Cele badań ekologicznych

• ustalenie zależności określających strukturę i funkcjono-

wanie życia na Ziemi

• określenie dróg ochrony naturalnych zasobów przyrody

Zadania ekologii

Poznanie czynników warunkujących życie i rozwój różnych

populacji i gatunków

Poznanie czynników ograniczających rozwój lub uniemożli-

wiających egzystencję różnych populacji i gatunków

Ochrona środowiska

Cechy przyrody ożywionej

Specyficzna budowa

Spełnianie funkcji fizjologicznych

Posiadanie własnej informacji genetycznej

Zdolność do reprodukcji

Posiadanie własnej, wewnętrznej homeostazy

Poziomy organizacji materii żywej

Poziom molekularny

Organoidy

Komórki

Tkanki

Narządy

Układy narządów

Organizm

Populacja

Gatunek

Biocenoza

Biosfera

Zjawiska a poziom organizacji materii

Poziom molekularny, organoidów, komórek

– zjawiska fizykochemiczne

Poziom tkanek, narządów, układów narządów

– zjawiska fizjologiczne

Poziom organizmu, populacji, gatunku

– zjawiska ewolucyjne

Poziom biocenozy, biosfery

– gospodarka materią (masą i energią)

Poziom molekularny – biologia molekularna, genetyka,

chemia fizyczna, biofizyka, biochemia

Poziom organoidów i komórek – cytologia

Poziom tkankowy – histologia

Poziom narządów i układów – fizjologia

Obiekty badań ekologicznych

Ekologia bada zjawiska zachodzące na pięciu najwyższych

szczeblach organizacji przyrody żywej. Są to szczeble:

osobniczy (organizmu),

populacyjny,

gatunkowy,

biocenotyczny,

biosfery.

Klasyfikacja organizmów

TAKSON = GRUPA TAKSONOMICZNA

- nazwa grupy osobników posiadających charakterystyczny

zespół cech różniący je od innych grup (taksonów)

KRÓLESTWA = najwyższy takson

Podział:

• Królestwo roślin (Plantea)

• Królestwo zwierząt (Animalia)

• Królestwo grzybów (Fungi)

• Królestwo jednokomórkowców eukariotycznych (Protista)

• Królestwo bakterii i sinic (Monera)

Populacja

Cechy osobnika, które nie są cechami danej populacji:

płeć osobnika,

barwa oczu,

barwa sierści lub skóry,

wiek,

wzrost,

masa ciała.

Cechy populacji, które nie stanowią cech poszczególnych

osobników tworzących daną populację, np.:

zagęszczenie,

rozmieszczenie,

śmiertelność,

struktura wiekowa,

struktura płciowa.

Populacja

Zagęszczenie populacji

To stosunek liczebności populacji do określonej jednostki

powierzchni terenu, na którym ta populacja występuje.

Podstawowe typy rozmieszczenia osobników w populacji

Typ równomierny – charakteryzuje go wyrównany rozkład

rozmieszczenia osobników w populacji.

Typ losowy – charakteryzuje go przypadkowe rozmiesz-

czenie osobników w populacji.

Typ skupiskowy – to typ losowy dla grup.

Populacja

Rozrodczość populacji – to wrodzona zdolność populacji

do wzrostu.

Śmiertelność populacji – to stosunek liczby osobników

danej populacji wymierających w ciągu ściśle określonego

czasu w stosunku do początkowej liczby osobników tej

populacji.

Struktura wiekowa populacji – to procent jaki stanowią

osobnicy rozpatrywanej populacji znajdujący się w określo-

nym przedziale wiekowym obliczony w stosunku do ogólnej

liczby osobników danej populacji. Jest to bardzo ważna

cecha charakteryzująca populację, gdyż ma ona wpływ

zarówno na rozrodczość oraz śmiertelność populacji.

Populacja

Struktura płciowa populacji

Jest to procent osobników rodzaju żeńskiego obliczony w

stosunku do ogólnej liczby osobników danej populacji.

Modele wzrostu populacji

• Model "J" – wykładniczy

• Model "S" – logistyczny

Typy populacji – kryterium – struktura wiekowa populacji:

Rozwijające się

Ustabilizowane

Wymierające

Modele wzrostu populacji

Model "J" – wykładniczy

Model "S" - logistyczny

K

NK

Nr

dt

dN

Nr

dt

dN

dN/dt – szybkość wzrostu liczebności populacji

r – wskaźnik wzrostu populacji

N – wielkość populacji

K – wydolność środowiska (maksymalnie możliwa wielkość populacji)

Model „ J” wzrostu populacji

Czas

Zagęszczenie

Nr

dt

dN

Model „ S” wzrostu populacji

K

Czas

Zagęszczenie

K

NK

Nr

dt

dN

Populacje rozwijające się

% osobników

Przedział wiekowy

Populacje ustabilizowane

% osobników

Przedział wiekowy

Populacje wymierające

% osobników

Przedział wiekowy

Przyczyny śmiertelności

Środowiskowe

• Brak lub wyczerpanie rekwizytów niezbędnych do życia

• Przekroczenie wartości krytycznych parametrów zewnętrznych

Osobnicze

• Śmierć ze starości

• Wady konstytucyjne organizmu

Populacyjne

• Kanibalizm

• Konkurencja i inne koakcje nietolerancyjne

Biocenotyczne

• Działalność drapieżników, pasożytów,

• Rozwój organizmów chorobotwórczych

Relacje między organizmami (1)

Kryterium podziału:

Wpływ jaki na dany organizm ma obecność w jego środowisku

innego organizmu, który nie należy do tego samego gatunku.

Jak organizm A wpływa na organizm B

Organizm A korzysta na obecności organizmu B

Mutualizm (symbioza) – B korzysta na obecności A

Komensalizm – B nie odczuwa zmian wskutek obecności A

Pasożytnictwo (drapieżnictwo) – B traci na obecności A

Relacje między organizmami (2)

Organizm A nie odnosi zmian wskutek obecności organizmu B

Komensalizm – B korzysta na obecności A

Neutralizm – B nie odczuwa zmian wskutek obecności A

Amensalizm – B traci na obecności A

Organizm A traci na obecności organizmu B

Pasożytnictwo – B korzysta na obecności A

Amensalizm – B nie odczuwa zmian wskutek obecności A

Konkurencja – B traci na obecności A

Populacja

Teoretyczne typy krzywych przeżywania populacji

Model prostoliniowy

Model wykładniczy

Odwrócony model wykładniczy

Model „koroshi”

Model prostoliniowy

Model ten przewiduje stałą śmiertelność dla każdego wieku.

Oznacza to, że według tego modelu z danym okresie czasu

umiera średnio taki sam procent osobników o danym wieku.

W warunkach naturalnych ten typ krzywej śmiertelności jest

spotykany bardzo rzadko.

Wiek [%]

Przeżywalność

[%]

Model wykładniczy

Model ten przewiduje bardzo wysoką śmiertelność wśród

osobników danego gatunku w młodym wieku oraz niską

śmiertelność osobników starszych.

Model ten odpowiada większości populacji naturalnych.

Eliminacji ulegają przede wszystkim osobniki słabe.

Wiek [%]

Przeżywalność

[%]

Odwrócony model wykładniczy

Model ten przewiduje niską śmiertelność dla młodych

osobników oraz wysoką śmiertelność po przekroczeniu

pewnego wieku.

Model ten jest charakterystyczny głównie dla człowieka.

Wiek [%]

Przeżywalność

[%]

Model „koroshi”

Model ten przewiduje niską śmiertelność dla młodych osob-

ników, wysoką po przekroczeniu pewnego wieku oraz skoki

na wykresie w różnym (głównie młodym i średnim wieku).

Model ten jest charakterystyczny głównie dla społeczeństwa

Japonii (koroshi = śmierć z przepracowania).

Wiek [%]

Przeżywalność

[%]

Średnia długość życia w Polsce

Rok 2009 2015 2025 2035

Ogółem 75,8 76,3 78,1 80,0

Mężczyźni 71,5 72,3 74,6 77,1

Kobiety 80,1 80,2 81,5 82,9

Dane: Prognoza ludności dla Polski 2009-2035. GUS, Warszawa, 25.07.2012

Przewidywana długość życia w Polsce

Miasto 0 15 30 45 60

Kobiety

80,6

81,1

81,3 81,8

83,5

Mężczyźni

72,6

73,1

73,3 75,0 78,6

Wieś

0 15 30 45 60

Kobiety

80,7

81,2

81,4 81,9 83,4

Mężczyźni 71,4 72,0 72,8

74,2 77,8

Stan na rok 2010

Dane: Przeciętne dalsze trwanie życia. GUS, Warszawa, lipiec 2011

Dane: Prognoza ludności dla Polski 2009-2035. GUS, Warszawa, 27.07.2011

Przeżywalność populacji

Czynniki określające przeżywalność w warunkach naturalnych

Zagęszczenie populacji

Ilość pokarmu

Dostępność pokarmu

Obecność wrogów

Czynniki fizykochemiczne środowiska

Przeżywalność populacji – oscylacje

dG/dt = Rg(grass grows) - Rdg(deer eat grass)

dD/dt = Rdb(deer born) - Rwd(woolves eat deer)

dW/dt = Rwb(woolvesborn) - Rwm(natural mortality of woolves)

Zmiany wielkości populacji trawy, jeleni i w ilków

jako\funkcja czasu

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0 10 20 30 40 50

Czas

Wielko

ść p

op

ulacji

Serie1 Serie2 Serie3

Przeżywalność populacji – oscylacje

dG/dt = Rg(grass grows) - Rdg(deer eat grass)

dD/dt = Rdb(deer born) - Rwd(woolves eat deer)

dW/dt = Rwb(woolvesborn) - Rwm(natural mortality of woolves)

Zależność ilości trawy i w ielkości populacji w ilków

od wielkości populacji jeleni

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

Jelenie

Traw

a, w

ilki

Serie1 Serie2

Dynamika wzrostu populacji

Typy dynamiki liczebności populacji

wykładniczy

logistyczny

cykliczny

ustabilizowany

Typ wykładniczy wzrostu populacji

Liczba

osobników

Czas [miesiące]

Opady

Typ logistyczny wzrostu populacji

Czas [lata]

Liczba

osobników

Typ cykliczny wzrostu populacji

Czas [lata]

Liczba

osobników

Typ ustabilizowany wzrostu populacji

Czas [lata]

Owce na Tasmanii

1850

19241814

1,7 mln

Dynamika wzrostu populacji

Interpretacja ekologiczna typów dynamiki populacji

Wypełnianie ekologiczne środowiska

Wyczerpywanie zasobów środowiska

Opanowanie populacji przez drapieżniki lub pasożyty

Limitowanie liczebności przez gatunki eksploatujące

Czynniki anabiotyczne

Są to czynniki, które działają w sposób podobny przy różnym

stopniu organizacji populacji. Są to m.in.

czynniki klimatyczne:

• wilgotność,

• temperatura,

• ciśnienie,

• nasłonecznienie,

właściwości fizyko-chemiczne wody,

właściwości fizyko-chemiczne gleby.

Czynniki biotyczne

Są to elementy przyrody ożywionej (np. człowiek, zwierzę,

roślina, bakteria), które wywierają w określonej biocenozie

wpływ na siebie i otaczające je środowisko.

Czynniki biotyczne wraz z czynnikami abiotycznymi oraz z

oddziaływaniami antropogenicznymi określają:

• warunki bytowania gatunku,

• dynamikę zmian jego liczebności.

Czynniki biotyczne są szeroko wykorzystywane w przeobra-

żeniu środowiska i jego ochronie.

Oddziaływania: organizm - środowisko

Są zawsze związane z pojęciem akcji i reakcji.

Akcja środowiska czyli bodziec

Oddziaływanie środowiska fizykochemicznego na

organizm, np. zmiany ciśnienia, wilgotności, temperatury

Reakcja organizmu na środowisko

Dokonuje się poprzez:

• Wyczerpywanie zasobów środowiska

• Przekształcanie środowiska (wydzielanie, wydalanie

substancji z organizmu)

Oddziaływania: populacja - środowisko

Są zawsze związane z pojęciem akcji i reakcji.

Akcja środowiska czyli bodziec

• Akcje letalne,

• Śmiertelność fizjologiczna,

• Oddziaływanie populacji z organizmami z innych

gatunków (źródło pokarmu, konkurenci)

Reakcja populacji

Koakcje wewnątrz populacji = propagacja.

Biocenoza

Stanowi najwyższy szczebel organizacji przyrody żywej.

Biocenoza jest to zgrupowanie populacji wszystkich gatun-

ków żyjących w danym środowisku. W ramach biocenozy

dokonuje się krążenie materii, czyli masy i energii.

Na poziomie biocenozy mogą wytwarzać się specyficzne

typy powiązań:

• powiązania protekcyjne, np. symbioza,

• powiązania antagonistyczne, np. konkurencja.

• powiązania obojętne, tzw. neutralizm.

Szereg troficzny

Łańcuch pokarmowy (tzw. szereg troficzny)

jest to uszeregowawanie wszystkich organi-

zmów występujących w danym ekosystemie,

przez które następuje przepływ energii oraz

składników mineralnych. Szereg troficzny

danego ekosystemu tworzą odpowiednie

poziomy pokarmowe.

Poziom pokarmowy (tzw. poziom troficzny)

jest to miejsce jakie dany organizm zajmuje

w szeregu pokarmowym. Wyróżnia się na-

stępujące główne poziomy pokarmowe:

• Producenci

• Konsumenci

• Reducenci

Konsumenci

Energia Słońca

Producenci

Reducenci

Szereg troficzny

Producenci - to organizmy autotroficzne, które w danym eko-

systemie produkują materię organiczną za pomocą energii sło-

necznej w wyniku procesu fotosyntezy.

Przedstawiciele: rośliny zielone, glony, sinice

Konsumenci = organizmy heterotroficzne, odżywiające się inny-

mi organizmami, np. producentami lub konsumentami.

Przedstawiciele: roślinożerne ( np. gazela), mięsożerne (np.

tygrys), wszystkożerne (np. ops amerykański)

Reducenci = organizmy, które zdobywają substancje odżyw-

cze w wyniku przeprowadzania rozkładu martwej materii orga-

nicznej i uwalnianiania z niej prostych związków nieorganicz-

nych takich jak: CO

2

, azotany, fosforany i amoniak.

Reducenci stanowią ważny element każdego ekosystemu

gdyż powodują powrót składników mineralnych do gleby.

Przedstawiciele: bakterie, grzyby.

Szereg troficzny

Koprofagi = organizmy zwierzęce, które zdobywają substancję

odżywczą w wyniku spożywania kału innych zwierząt, głównie

roślinożerców. Trawią one powtórnie celulozę.

Przedstawiciele: Liczne owady (ponad 1 mln. gatunków).

Płynożercy = organizmy zwierzęce, które zdobywają substancję

odżywczą w wyniku spożywania płynów.

Przedstawiciele (według mechanizmu pobierania płynów):

• Motyl – wsysa płyny poprzez rurkę

• Mucha – zlizuje płyny języczkiem

• Kleszcz – wysysa płyn sztylecikiem po wkłuciu się w ciało ofiary

• Pijawka lekarska – wysysa płyn po przecięciu ciała ofiary szczękami

Szereg troficzny

Hematofagi = organizmy zwierzęce (płynożercy), dla których

substancję odżywczą stanowi krew kręgowców

Przedstawiciele: komary

Filtratory = organizmy zwierzęce żyjące w wodzie, które zdoby-

wają substancję odżywczą w wyniku filtrowania zawartych w wo-

dzie drobnych żywych lub martwych zawiesin. Narządy do pobie-

rania materii składają się z sit i układu pompującego.

Rodzaje sit u filtratorów:

• Gardziel – przebita licznymi szczelinami, do której wodę

napędzają czułki otaczające otwór gębowy, np. lancetnik

• Odnóża – pokryte licznymi rzęskami, np. rozwielitka

• Płyty rogowe – tzw. fiszbiny, np. wieloryb fiszbinowy

Sieć pokarmowa

Ryby drapieżne

Rośliny

Ptaki drapieżne Węże

PtakiMyszy

Owady

Ryby

Owady drapieżne

Definicja: układ powiązanych wzajemnie ze sobą łańcuchów

pokarmowych, np.

Piramidy ekologiczne

W celu graficznego przedstawienia stosunków ilościowych

zachodzących pomiędzy liczebnością, a wielkością

organizmów różnych gatunków tworzących w danej

biocenozie odrębne szeregi pokarmowe (tzw. szeregi

troficzne) stosuje się tzw. piramidy Eltona określane także

jako tzw. piramidy ekologiczne.

Zasada budowy piramidy ekologicznej

Podstawą piramidy jest pierwszy poziom troficzny, producenci

Kolejne poziomy troficzne obejmujące konsumentów

kolejnych rzędów oraz reducentów (bakterie i grzyby)

stanowią następne warstwy piramidy ekologicznej.

Najwyższy poziom troficzny występujący na danym obszarze

stanowi wierzchołek piramidy Eltona.

Piramidy ekologiczne

Typy piramid ekologicznych (według Oduma)

Piramida liczb

Piramida biomas

Piramida energii

Producenci

2

Konsumenci 1

3

Piramidy liczb przedstawiają liczbę osobników występujących

nadanym terenie w przeliczeniu na jednostkę powierzchni.

Piramidy liczb często nie uwzględniają mikroorganizmów oraz

zwierząt glebowych zamieszkujących badany teren.

Piramidy ekologiczne

Piramidy biomas przedstawiają informację o całkowitej ilości

żywej materii występującej na danym obszarze. Jako miarę tej

ilości można przyjąć różne wielkości. Najczęściej stosuje się:

• zawartość suchej masy na 1 m

2

obszaru, [kg s.m./m

2

]

• wartość kaloryczna całkowitej ilości żywej materii danego

obszaru, [kJ/m

2

]

• inna miara całkowitej ilości żywej materii danego obszaru,

np. zawartość węgla organicznego, [kg C/m

2

]

Piramidy energii przedstawiają całkowitą ilość energii zawartej

w żywej materii występującej na danym obszarze [kJ/m

2

].

Obrazują one jedną z następujących wielkości:

• szybkość przepływu energii pomiędzy poszczególnymi pozio-

mami troficznymi,

• produktywność kolejnych poziomów troficznych.

Najwyższa produktywność pierwotna (kg suchej masy/m

2

/rok)

- ekosystemy bagienne:

• od ok. 2,5 kg/m

2

rocznie w klimacie umiarkowanym

• do ok. 4,0 kg/m

2

rocznie w klimacie tropikalnym.

Niewiele niższą produktywność mają też tropikalne lasy

deszczowe oraz trawiaste sawanny (ok. 2.3 kg/m

2

rocznie).

Najniższa produktywność pierwotna - ekosystemy pustynne

ok. 10 g/m

2

rocznie.

Uprawy rolne osiągają wydajność ok. 1,5 kg/m

2

rocznie.

Produktywność ekosystemów

Bioakumulacja

Zjawisko gromadzenia różnych składników w organizmie

w czasie trwania całego życia danego organizmu

0 YXBA

X

Y

Input

Output

Organizm

Bioakumulacja

Toksyna

zmetabolizowana

Toksyna

akumulowana

Toksyna

wydalona

ORGANIZM

Toksyna

pobrana

Biomagnifikacja

Jest to zjawisko bioakumulacji (gromadzenia, odkładania się)

różnych składników w organizmach jako wynik przechodzenia

danego składnika wraz z pożywieniem w szeregu troficznym

pomiędzy różnymi poziomami troficznymi

Biomagnifikacja

0,05

Płotka

DDT i jego

pochodne

ppb = g/kg

Kormoran

Szczupak

Plankton

Woda

40

230

3.910

26.400

Rybitwa

1.330

Biosfera

Pojęcie

To sfera kuli ziemskiej, zamieszkała przez organizmy żywe.

Składniki:

• dolna część atmosfery,

• hydrosfera (wody),

• litosfera (część powierzchniowa skorupy ziemskiej).

Zachodzące procesy:

• gospodarka masą (obiegi składników),

• gospodarka energią

Prawa Commonera

czyli tzw. Ekologiczne prawa dla działań człowieka

Przyroda wie najlepiej

Wszystko musi znaleźć swoje miejsce

W przyrodzie nie ma nic za darmo

W przyrodzie wszystko jest ze sobą wzajemnie powiązane

w powszechnej sieci współzależności

Czynniki rozwoju organizmów

Prawo minimum (Liebiga)

W 1840 roku Liebig sformułował tzw. prawo minimum dla czyn-

ników chemicznych znajdujących się w ilościach niedostatecz-

nych w środowisku dostępnym dla danego organizmu.

Wzrost roślin zależy od ilości tego składnika pokarmowego,

który jest dostępny dla nich w minimalnej ilości.

Prawo Liebiga wynika z prawa działania mas wprowadzonego

do chemii przez Guldberga i Waagego, zastosowanego do

następującego równania chemicznego:

a A + b B + c C + ... + X A

a

B

b

C

c

...X

( biomasa )

Czynniki rozwoju organizmów

Prawo Liebiega uzupełniono o dwie zasady:

Prawo minimum działa tylko w stanie równowagi dynami-

cznej, tzn. wtedy gdy:

PRZYPŁYW równoważy ODPŁYW masy lub energii.

Istnieje możliwość wzajemnego oddziaływania czynników

polegająca na tym, że w pewnych warunkach organizmy

(przynajmniej częściowo) mogą zastępować jedną brakują-

cą substancję przez inna substancja, ale podobną do niej

pod względem chemicznym.

a A + b B + c C + ... + Y A

a

B

b

C

c

...Y

( biomasa )

Czynniki rozwoju organizmów

Do składników obcych, które przynajmniej częściowo mogą za-

stępować inne składniki w produkcji biomasy należą głównie

substancje izomorficzne.

Cechy substancji izomorficznych: identyczna siatka krystalo-

graficzna, rozmiar cząsteczki, ładunek, liczba koordynacyjna,

objętość cząsteczki, gęstość powierzchniowa ładunku.

Przykłady substancji izomorficznych:

KH

2

PO

4

i KH

2

AsO

4

BaSO

4

i PbSO

4

CaCO

3

, MgCO

3

i MnCO

3

MgSO

4

.

7H

2

O, ZnSO

4

.

7H

2

O i NiSO

4

.

7H

2

O

Czynniki rozwoju organizmów

Prawo tolerancji (Shelforda, optimum, minimaxu)

W 1911 roku Shelford rozszerzył prawo Liebiga formułując tzw.

prawo tolerancji:

Nie tylko zbyt mała ilość jakiegoś składnika (czynnika), ale

także zbyt duża ilość jakiegoś składnika (czynnika) może

stanowić czynnik ograniczający rozwój danego organizmu.

Jest to tzw. zasada optimum Shelforda lub

zasada minimalnej i maksymalnej granicy tolerancji.

Optimum Shelforda to taka wartość czynnika, która najlepiej

odpowiada warunkom życia danego organizmu, np. ciśnienie,

wilgotność, temperatura ciała.

Optimum Shelforda

Intensywność czynnika środowiskowego

Komfort

życia

ŚMIERĆ

ŚMIERĆ

NIEDOMIAR NADMIAR

OPTIMUM

Toksyczność

Ilościowa miara szkodliwego oddziaływania danego związku

na organizmy jest wielkością czysto umowną.

W zasadzie wszystkie lub prawie wszystkie substancje chemi-

czne mogą wywołać objawy zatrucia organizmu. Wystąpienie

tych objawów uzależnione jest od następujących czynników:

wielkości dawki,

drogi wnikania substancji do organizmu,

postaci substancji,

indywidualnej wrażliwości organizmu,

warunków zewnętrznych.

Dla ilościowego scharakteryzowania działania szkodliwego

danego zanieczyszczenia środowiskowego na organizmy

stosowane jest pojęcie dawki.

Toksyczność

Wszystko jest trucizną i nic nie jest trucizną.

Wszystko zależy od dawki

Paracelsus

Wielkość dawki decyduje o pozytywnym (np. leczniczym)

bądź trującym działaniu składników żywności lub leków.

Sól kuchenna (NaCl) jest niezbędnym składnikiem pożywie-

nia człowieka, zjadanym w ilości ok. 15 g dziennie.

Oszacowano, że śmiertelna dawka NaCl dla dorosłego

człowieka wynosi ok. 200 g.

Niewielkie dawki witaminy D chronią dzieci przed krzywicą.

Jednorazowe spożycie 5 g witaminy D może spowodować

śmierć człowieka.

Dawka

Ilość substancji jednorazowo wprowadzona do organizmu.

W zależności od rodzaju efektu wywoływanego przez przyj-

mowanie przez organizm substancje (zanieczyszczenia)

rozróżnia się następujące rodzaje dawek:

dawka progowa,

dawka lecznicza,

dawka toksyczna,

dawka śmiertelna.

Wielkość dawki określa się liczbowo, podając ilość substancji

na jednostkę masy danego organizmu. np. w mg/kg.

Rodzaje dawek

Dawka progowa

Jest to ilość substancji, która po wprowadzeniu jej do orga-

nizmu wywołuje wystąpienie dostrzegalnych efektów biolo-

gicznych w organizmie.

Dawka lecznicza

Jest to pojęcie stosowane w odniesieniu do leków. Określa

ona ilość substancji (leku), która wykazuje działanie farma-

koterapeutyczne, ale nie wywołuje zakłóceń procesów fizjo-

logicznych organizmu.

Rodzaje dawek

Dawka toksyczna (trująca)

Jest to ilość substancji toksycznej, która wprowadzona do

organizmu wywołuje zaburzenia patofizjologiczne oraz

wyraźne objawy zatrucia.

Dawka letalna (śmiertelna)

Jest to ilość substancji, która wprowadzona do organizmu

powoduje jego śmierć na skutek trwałego uszkodzenia

ośrodków ważnych dla życia organizmu.

Dawka letalna (LD

50

)

Dawka wywołująca śmierć 50% organizmów

Stężenie letalne (LC

50

)

Stężenie wywołujące śmierć 50% organizmów.

Podział trucizn (1)

Ze względu na sposób wchłaniania trucizn do organizmu

zanieczyszczenia środowiskowe dzieli się na cztery grupy:

wchłaniane przez przewód pokarmowy,

wchłaniane przez układ oddechowy,

wchłaniane przez skórę,

wchłaniane przez błony śluzowe.

Podział trucizn (2)

Ze względu na mechanizm działania i skutki wywołane w or-

ganizmie zanieczyszczenia środowiskowe dzieli się na siedem

następujących grup:

trucizny porażające mechanizm oddychania drogą blokowa-

nia hemoglobiny, np. CO.

trucizny hamujące utlenianie tkankowe, np. HCN, cyjanki.

trucizny drażniące i uszkadzające drogi oddechowe, np. pary

kwasów, zasad, rozpuszczalników organicznych.

trucizny uszkadzające układ nerwowy, np. CO, CH

3

OH, CS

2

trucizny uszkadzające nerki i wątrobę. Do tej grupy należy

większość trucizn.

trucizny wywołujące przejściowe lub trwałe zmiany we krwi,

np. benzen

Podział trucizn (3)

trucizny działające narkotycznie i anastezyjnie.

Prowadzą one do utraty przytomności i często do śmierci

organizmu z powodu niewydolności układu oddechowego.

W tym przypadku zanieczyszczenia środowiskowe o cha-

rakterze narkotycznym działają na substancje lipidowe bło-

ny komórek nerwowych, zmieniając ich przepuszczalność

i polaryzację elektryczną.

Zgodnie z empiryczną regułą:

Im większa jest rozpuszczalność zanieczyszczeń narkotycz-

nych w tłuszczach tym silniejsze są ich właściwości narkoty-

czne, np. węglowodory, chlorowcopochodne węglowodo-

rów są znacznie silniejszymi narkotykami niż alkohol

Czynniki określające toksyczność

Wyniki testów przeprowadzonych przy użyciu organizmów

wodnych wykazały, że na stopień toksyczności pierwiastka

wpływa:

stężenie substancji

czas działania

budowa chemiczna substancji

Reguły określające toksyczność

Reguły empiryczne:

Wolne jony i wodorotlenki metali są bardziej toksyczne niż

węglany tych metali

Połączenia metaloorganiczne są zazwyczaj bardziej

toksyczne niż sole nieorganiczne tych metali

Metylortęć jest znacznie bardziej toksyczna niż chlorek

rtęci

Toksyczność

Rodzaje toksyczności

• Toksyczność ostra

• Toksyczność chroniczna

• Toksyczność ekologiczna

Toksyczność chroniczna

• Organy krytyczne

• Stężenie krytyczne

• Wartość progowa

• Minimalne stężenie hamujące IC

min

Strategie obrony przed zatruciem

• unikanie

• tolerancja

Klasy toksyczności substancji

Podział substancji chemicznych według klas toksyczności

Klasa I

Substancja wyjątkowo silnie toksyczna

Dawka śmiertelna: poniżej 5 mg/kg masy ciała

Dawka śmiertelna: szczypta, kilka kropli

Klasa II

Substancja bardzo silnie toksyczna

Dawka śmiertelna: 5-50 mg/kg masy ciała

Dawka śmiertelna: ok. 1 łyżeczki do herbaty

Klasy toksyczności substancji

Podział substancji chemicznych według klas toksyczności

Klasa III

Substancja silnie toksyczna

Dawka śmiertelna: 50-500 mg/kg masy ciała

Dawka śmiertelna: 1 łyżeczka do 30 g

Klasa IV

Substancja umiarkowanie toksyczna

Dawka śmiertelna: 0,5-5 g/kg masy ciała

Dawka śmiertelna: 30 - 400 g

Klasy toksyczności substancji

Podział substancji chemicznych według klas toksyczności

Klasa VI

Substancja praktycznie nie toksyczna

Dawka śmiertelna: powyżej 15 g/kg masy ciała

Dawka śmiertelna: powyżej 1 kg

Klasa V

Substancja słabo toksyczna

Dawka śmiertelna: 5-15 g/kg masy ciała

Dawka śmiertelna: 400 g – 1 kg

Niebezpieczne substancje chemiczne

Wskaźniki opisujące bezpieczeństwo substancji

USA

TLV-TWA

Threshold Limit Value – Time Weighted Average

Średnia ważona w czasie dopuszczalna wartość stężenia

Wskaźnik ten określa średnie ważone w czasie stężenie

substancji w czasie normalnego 8-godzinnego dnia pracy

i 40-godzinnego tygodnia pracy, przy którym nie obserwuje

się efektów ubocznych

Oddziaływanie toksyn na organizm (1)

Przenikanie przez błony

Wchłanianie do krwi

TOKSYNA

Wiązanie z białkami krwi

Toksyna nie związana

Gromadzenie w tkankach

Toksyna nie związana

Wiązanie z białkami tkanek

Oddziaływanie toksyn na organizm (2)

Działanie toksyczne

Kumulacja w tkankach

Toksyna nie związana

Metabolizm

Wydalanie

Wiązanie z receptorem

Oddziaływanie toksyn na organizm (3)

Dawka całkowita [mg/kg]

Działanie

toksyny

Granica uszkodzenia

organizmu

Toksyna A

Toksyna B

Dawka

tolerancyjna

organizmu

dla toksyny A

dla toksyny B

Oddziaływanie toksyn na organizm (4)

Czas przebywania toksyny w organizmie

Stężenie

toksyny

we krwi

Toksyna A

Toksyna B

Granica toksyczności

1,0

0,5

0,0

Biologiczny okres

półtrwania

Zakres toksyczności

Toksyczność zanieczyszczeń

Doświadczalne wskaźniki działania toksycznego substancji

Hodowle bakteryjne

• zmętnienie roztworu

• zmiana pH kultury bakteryjnej (miara postępu zmian)

• zliczanie kolonii bakteryjnych

• pomiary cech komórek zdolnych do życia

• ilość białka komórkowego

• zawartość substancji specyficznych dla danego gatunku

W celu ilościowego określenia toksyczności danego związku

chemicznego (np. zanieczyszczenia środowiskowego) należy

stwierdzić występowanie obserwowalnego i dobrze zdefiniowa-

nego efektu końcowego. Badania mogą obejmować: hodowle

bakteryjne, rośliny doświadczalne i zwierzęta doświadczalne

Toksyczność zanieczyszczeń

Doświadczalne wskaźniki działania toksycznego substancji

Rośliny doświadczalne

• śmierć rośliny

• wielkość plonów

• zahamowanie wzrostu

• zmiana barwy

• zmiana wielkości nasion lub owoców

Zwierzęta doświadczalne

• śmierć zwierzęcia

• zahamowanie wzrostu

• zahamowanie działania określonych enzymów

• zmiana długości snu

• częstość występowania zmian nowotworowych

Toksyczność zanieczyszczeń

Jednostki dawki

Doświadczenia in vitro:

• stężenie substancji X

Doświadczenia in vivo:

• masa substancji X na 1 kg masy ciała,

• stężenie substancji X na 1 kg masy ciała ,

• masa substancji X na 1m

2

powierzchni ciała,

• stężenie substancji X na 1m

2

powierzchni ciała.

Skutek toksycznego działania związku chemicznego na orga-

nizm zależy od wielkości organizmu na który związek ten działa.

Dawka całkowita [mg, g]

Toksyczność zanieczyszczeń

Odwracalność zatruć

Większość związków wykazuje toksyczność w stężeniach

przekraczających pewną wartość progową.

Niektóre związki wykazują dwa zakresy stężeń, w których

wykazują one szkodliwy wpływ na organizm:

• zakres bardzo niskich stężeń (deficyt składnika),

• zakres stężeń wyższych od wartości progowej.

W takich przypadkach mówi się o tzw.

dwufazowej krzywej: dawka - reakcja

Dwufazowa krzywa: dawka - reakcja

Reakcja

organizmu

[%]

Dawka toksyny [mg/kg]

Zakres

normalny

Brak

toksyczności

Toksyczny

nadmiar

Toksyczny

niedomiar

Toksyczność zanieczyszczeń

Dwufazowa krzywa: dawka – reakcja

Witamina A

Niacyna

Selen

Niektóre metale ciężkie: Cu, Co

Toksyczność zanieczyszczeń

Mechanizmy detoksyfikacji

usunięcie przez układ

metabolizm

związanie chemiczne lub fizyczne

Toksyczność zanieczyszczeń

Usunięcie przez układ

Toksyna w sposób trwały dezaktywuje enzymy (tzn. pozbawia

organizm funkcji życiowych).

Przykład:

Liczne związki fosforoorganiczne trwale dezaktywują enzym:

esterazę acetylocholinową.

W tym przypadku odzyskanie zdrowia nastąpi tylko wtedy, gdy

odpowiednia ilość enzymu zostanie ponownie zsyntezowana

przez organizm.

Toksyczność zanieczyszczeń

Usunięcie przez układ

Działanie toksyny pozbawia organizm substancji koniecznych

do życia pomimo, że enzymy nie zostały w sposób trwały

uszkodzone.

Przykład:

Rezerpina powoduje pozbawienie końcówek nerwów sympaty-

cznych katecholaminy. W tym przypadku czas potrzebny na od-

nowienie przez organizm rezerw katecholaminy jest znacznie

dłuższy niż czas przebywania toksyny (tutaj rezerpiny) w orga-

niźmie. Odzyskanie zdrowia nastąpi tylko wtedy, gdy odpowie-

dnia ilość substancji zostanie zsyntezowana przez organizm.

Mechanizmy przenikania

toksyn przez błony komórkowe

Model błony komórkowej:

Podwójna warstwa lipidowa (pory)

Polisacharydy (glikolipidy)

Białka peryferyjne (białka powierzchniowe)

Białka integralne (białka tunelowe)

Mechanizmy przenikania

toksyn przez błony komórkowe

Mechanizmy wchłaniania toksyn

a) Dyfuzja przez pory

b) Dyfuzja przez warstwę lipidową

c) Polisacharydy (glikolipidy)

d) Białka peryferyjne (białka powierzchniowe)

e) Białka integralne (białka tunelowe)

Model błony komórkowej

Przestrzeń pozakomórkowa

Przestrzeń wewnątrzkomórkowa

a

Grubo

ść

błon

y kom

órko

we

j

b

c

d

e

Środowisko a człowiek

Szkodliwe związki chemiczne i substancje

szkodliwe (toksyczne)

drażniące

uczulające

rakotwórcze

mutagenne

upośledzające funkcje rozrodcze

Środowisko a człowiek

Czynniki biologiczne w środowisku pracy

Bezkomórkowce zdolne do replikacji i przenoszenia genów

• Wirusy (pasożyty wewnątrzkomórkowe)

Drobnoustroje komórkowe

• Riteksje (pasożyty wewnątrzkomórkowe, przenoszone na

inne organizmy przez wszy, pchły, kleszcze)

• Mykoplazmy (mniejsze od bakterii)

• Bakterie

• Grzyby (pleśnie, mykotoksyny, podstawczaki)

Pierwotniaki (emisja do środowiska enzymów, toksyn)

Stawonogi (pył, wydaliny = alergie)

Świadomość ekologiczna

Świadomość ekologiczna społeczeństwa

Jest to zespół informacji i przekonań społeczeństwa na temat

środowiska naturalnego oraz postrzeganie związków pomiędzy

stanem i charakterem środowiska naturalnego, a warunkami

życia człowieka

Co kształtuje świadomość ekologiczną społeczeństwa ?

przyjęty system wartości

tradycje rodzinne

wiedza uzyskana w trakcie edukacji

informacje dostarczane przez media

efekty doświadczeń indywidualnych

Formy świadomości ekologicznej

Potoczna świadomość ekologiczna

Kształtuje się pod wpływem:

przypadkowych opinii,

zasłyszanych poglądów,

powszechnie panujących stereotypów,

intuicyjnego zrozumienia przyrody.

Elementy te zwykle nie tworzą zwartej logicznej całości.

Zdecydowanie drugorzędną rolę odgrywa:

wiedza naukowa,

doświadczenie.

Formy świadomości ekologicznej

Ideologiczna świadomość ekologiczna

Kształtuje się pod wpływem określonej ideologii i zwykle ma

zabarwienie emocjonalne.

Obejmuje:

• elementy wiedzy

• ideologicznie uzasadnione poglądy,

• przekonania i opinie grupy.

Formy świadomości ekologicznej

Naukowa świadomość ekologiczna

Kształtuje się głównie pod wpływem:

wiedzy naukowej

wychowania proekologicznego.

Inne czynniki:

Ważną rolę odgrywa doświadczenie,

Zdecydowanie mniejszą rolę odgrywają

• potoczne opinie,

• funkcjonujące stereotypy,

• przekonania ideowe

• tzw. "modne" poglądy.

Informacje o problemie ekologicznym

w

y

n

i

k

i

a

n

a

l

i

z

(

o

c

e

n

a

r

y

z

y

k

a

)

PROBLEM

DECYZJA

OPINIA

PUBLICZNA

EKSPERCI

WŁADZE

LOKALNE

p

y

t

a

n

i

a

p

r

o

j

e

k

t

o

c

e

n

a

wątpliwości

odpowiedzi

Działalność publicystyczna

Praktycznie każde większe niedociągnięcie, chybiony

projekt, poważne awarie, a przede wszystkim katastrofy

ekologiczne są mocno i często bardzo emocjonalnie

nagłaśniane przez środki masowego przekazu:

- prasa,

- radio,

- telewizja,

- internet

Działalność publicystyczna

Niektóre informacje bywają niejednokrotnie bardzo mocno

przejaskrawiane, przekłamane czy wręcz podawane do

publicznej wiadomości w sposób, który można określić

jako nierzetelny. Docierając do niezbyt uświadomionego

odbiorcy, wywołują w społeczeństwie psychozę strachu

i poczucia zagrożenia rzeczywistego lub tylko urojonego.

Tak powstają tzw. syndromy ekologiczne lub syndromy

antyekologiczne

Syndromy antyekologiczne

Syndrom NIMBY

(ang. Not In My BackYard)

(w wolnym tłumaczeniu: wszędzie ale nie u mnie),

Powszechne zjawisko ostrego (często nieuzasadnionego)

sprzeciwu społeczności lokalnych do lokalizacji niektórych

inwestycji na swoim terenie.

Syndrom BANANA

(ang. Build Absolutely Nothing, Anywhere Near Anything)

(w wolnym tłumaczeniu: Nie buduj absolutnie nic, nigdzie i w

pobliżu niczego)

Syndrom LULU

(ang. Locally Unacceptable Land Use) (w wolnym tłumaczecze-

niu: Niechciane przez społeczność lokalną zagospodarowanie

terenu)

Źródła syndromów antyekologicznych

nieznajomość prawa

chybione projekty

przypadki złego funkcjonowania inwestycji

katastrofy ekologiczne

działalność niektórych organizacji

Podstawowe instrumenty bezpośrednie

ochrony środowiska w Polsce

standardy jakości

standardy emisji

standardy produktowe

standardy procesowe

standardy użytkowe

standardy technologiczne

koncesjonowanie

ograniczenie obszarowe

przepisy bezpieczeństwa

ocena oddziaływania na środowisko

lokalny plan zagospodarowania przestrzennego

certyfikacja wyrobów

Cechy ekonomicznych instrumentów

ochrony środowiska

występowanie bodźca finansowego

umożliwienie podmiotom gospodarczym swobodnego

wyboru

zaangażowanie czynników rządowych (lub powiązanych z

rządem)

zamiar (bezpośredni lub pośredni) utrzymania stanu lub

poprawy jakości środowiska w wyniku zastosowania danego

narzędzia

Podstawowe instrumenty ekonomiczne

ochrony środowiska w Polsce

opłata ekologiczna

subwencje

bodźce finansowe dla egzekucji prawa

systemy depozytowe

rynek emisji ekologicznych

system ubezpieczeń ekologicznych

podatki ekologiczne

zastawy ekologiczne

Ochrona środowiska w Polsce (1)

Organy administracji państwowej

• programowanie rozwoju przedsięwzięć ochronnych

• koordynacja działań ochronnych

a. Ministerstwo Środowiska

b. Wydziały Ochrony Środowiska (Urzędy Wojewódzkie,

Powiatowe, Gminne)

Organy doradcze administracji państwowej

• Państwowa Rada Ochrony Środowiska

• Wojewódzkie Komitety Ochrony Środowiska

Ochrona środowiska w Polsce (2)

Służby inspekcyjno-kontrolne

• Główny Inspektorat Ochrony Środowiska

• Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska

• Państwowa Inspekcja Sanitarno-Epidemiologiczna

• Ośrodki Badań i Kontroli Środowiska

• Samodzielne Pracownie Badań i Ochrony Środowiska

Zakładowe służby ochrony środowiska

w przedsiębiorstwach uznanych za uciążliwe dla

środowiska

Ochrona środowiska w Polsce (3)

Jednostki gospodarcze

• konstruujące urządzenia dla celów ochrony środowiska

• wytwarzające urządzenia dla celów ochrony środowiska

Instytucje naukowo-oświatowe

• wyższe uczelnie

• instytuty naukowo-badawcze

Organizacje społeczne

• Organizacje ekologiczne

• Fundacje ekologiczne

Obrońcy środowiska

Ekolodzy

Pseudoekolodzy

Ekohisterycy

Ekowojownicy

Kłamstwa ekologiczne

Tworzenie sensacyjnych wiadomości poprzez podawanie

niewiarygodnych wyjaśnień i komentarzy

Świadome podawanie nieprawdziwych danych liczbowych

Przenoszenie informacji na rejony nie poddane badaniom

Podawanie informacji historycznych zamiast aktualnych

Nieświadome przekłamania, np. błędy drukarskie

Manipulacja nieznajomością wielkości podwielokrotnych

Wywoływanie psychozy zagrożenia w wyniku operowania

nieznanymi wielkościami i pojęciami

Nieznajomość podstawowych pojęć z zakresu nauk przyro-

dniczych i realności podawanych informacji

Wybrane hasła ekowojowników

Nawozy organiczne muszą zastąpić nawozy sztuczne

Żywność wolna od konserwantów

Promieniowanie jest szkodliwe

Żywność wolna od dodatków syntetycznych

Całkowita rezygnacja z tworzyw sztucznych

Wszelkie metale są szkodliwe

Kłamstwa i mity ekologiczne

Kłamstwa ekologiczne

w pełni świadome wprowadzanie do publicznej wiadomości

informacji z zakresu stanu środowiska i zjawisk zachodzących

w środowisku, które są niesprawdzone lub nieprawdziwe

z zamiarem osiągnięcia ściśle określonego celu

Kłamstwo staje się mitem !

Mity ekologiczne

utrwalone w świadomości odbiorców kłamstwa oraz stereotypy

myślenia dotyczące niektórych informacji przyjmowanych pow-

szechnie za prawdę. Ich rozpowszechnianie jest wykorzystywane

w celu osiągnięcia ściśle określonego celu.

Skutki mitu ekologicznego (1)

Największe nawet nonsensy zaczynają nabierać charakteru

prawd objawionych, gdy są uparcie powtarzane przez media.

Potęga prasy, radia, telewizji, a także internetu jako narzędzi

kształtowania opinii publicznej jest znana od dawna.

Jednak w wielu społeczeństwach jeszcze nie wytworzyły się

odruchy automatycznego odrzucania i otwartego potępiania

rozmaitych bzdur i kłamstw, jakimi zarzucają nas środki

masowego przekazu.

Bezkrytycznie przyjmujemy wszystkie, nawet najbardziej

niewiarygodne lub śmieszne kłamstwa.

Skutki mitu ekologicznego (2)

Wielu ludzi ciągle wierzy, że to co pisze się w gazetach lub to

co mówi się w radiu lub w telewizji to święta prawda.

Zbyt często bezgranicznie wierzymy w informacje znalezione

w internecie.

Nie można się zatem dziwić, że tak bardzo rozpowszechniona

jest wiara, że grożą nam różne nieszczęścia, jeżeli:

• zlekceważymy alarmy podnoszone w mediach przez

każdego, kto twierdzi że jest ekologiem

• nie zastosujemy się do tych wskazań.

Medialne hasła na temat recyklingu

Wszystkie te mity bazują na błędnych założeniach

Śmieci nas pogrzebią

Nasze śmieci nas zatrują

Naszym problemem są opakowania

Brak recyklingu powoduje zużycie surowców na Ziemi

Recykling zawsze chroni środowisko naturalne

Recykling surowcowy oszczędza zasoby naturalne

Podsumowanie

Nie wierz w nic;

gdybyś to gdzieś przeczytał - nie wierz,

gdyby ktoś ci to powiedział - nie wierz,

gdybym ja to ci powiedział - nie wierz,

dopóty to nie zgodzi się to

z twym własnym zdrowym rozsądkiem

Demostenes (384 – 322 p.n.e.)

mówca i polityk ateński

Prasa uczy nas nieufności jaką winniśmy

żywić wobec wszystkiego, co wydrukowane.

To jej największa zasługa.

Samuel Butler (1835-1902)

Prawdziwe problemy ekologiczne

Zanieczyszczanie do wód powierzchniowych przez odprowa-

dzanie do rzek oraz innych cieków wodnych nie oczyszczo-

nych ścieków (komunalnych oraz przemysłowych)

Regulowanie rzek i niszczenie małych rzeczek i potoków:

• Obniżanie się poziomu wód gruntowych

• Pustynnienie terenu

• Zmniejszanie populacji wielu gatunków zwierząt i roślin

• Zwiększone ryzyko powodzi

Zachowanie różnorodności biologicznej w lasach i na polach.

Nie sadzić olbrzymich „pól sosen”, które wyglądają niezbyt

ciekawie i nie służą przyrodzie.

Szczególne zagrożone kategorie

zasobów środowiska w skali światowej

Zmniejszanie się powierzchni leśnych

Degradacja gleb

Pustynnienie

Degradacja jezior

Zatrucie wód gruntowych

Zmniejszanie się zasobów wody pitnej

Zmniejszanie się różnorodności gatunków flory i fauny

Zmiany klimatyczne

Zmniejszanie się warstwy ozonowej

Wzrost poziomu oceanu światowego

Prawo ochrony środowiska w UE

Przepisy prawne dotyczące ochrony środowiska w krajach UE

stanowi około 300 aktów prawnych, które obejmują:

dyrektywy,

rozporządzenia,

zalecenia.

Podział przepisów prawnych

Ochrona słodkich i słonych wód

Ochrona czystości atmosfery

Ograniczenie hałasu

Zagospodarowanie odpadów

Produkty chemiczne

Ochrona przyrody

Przykazania ekologiczne UE (1)

Lepiej zapobiegać niż leczyć (lub naprawiać)

Należy uwzględniać skutki oddziaływania na środowisko

w możliwie wczesnym stadium podejmowania decyzji

Trzeba unikać eksploatowania przyrody powodującego

znaczne naruszanie równowagi ekologicznej

Należy podnieść poziom wiedzy naukowej, by umożliwić

podejmowanie właściwych działań

Koszty zapobiegania i usuwania szkód ekologicznych

powinien ponosić sprawca zanieczyszczenia

Działania w jednym państwie członkowskim nie powinny

powodować pogorszenia stanu środowiska w innym

Przykazania ekologiczne UE (2)

Polityka ekologiczna państw członkowskich UE w zakresie

ochrony środowiska musi uwzględnić interesy państw

rozwijających się

Państwa Unii Europejskiej powinny wspierać ochronę środo-

wiska w skali międzynarodowej i globalnej

Ochrona środowiska jest obowiązkiem każdego. Konieczna

jest zatem edukacja w tym zakresie

Środki ochrony środowiska powinny być stosowane odpo-

wiednio do rodzaju zanieczyszczenia, oddziaływania oraz

obszaru geograficznego, który mają chronić. Zasada ta

znana jest jako zasada subsydiarności

Krajowe programy środowiskowe winny być koordynowane

na podstawie wspólnych długoterminowych programów.

krajowa polityka ekologiczna powinna być harmonizowana

w ramach Wspólnot Europejskich

Przyroda i jej podział

SOCJOSFERA

BIOSFERA

LITOSFERA

ATMOSFERA

HYDROSFERA

PEDOSFERA

Ochrona przyrody nieożywionej

Ochrona konserwatorska zabytków

Ochrona biocenotyczna

Ochrona planistyczna

Ochrona konserwatorska zabytków

Zabytek przyrody (wg Stanisława Małkowskiego, 1928) to:

każdy twór naturalny lub zjawisko, mające trwały charakter,

które posiada cechy jedynego w swoim rodzaju dokumentu

naukowego

Podział zabytków przyrody (wg kryterium mobilności):

• ruchome

• nieruchome

Ruchome zabytki przyrody

okazy minerałów

niewielkie okazy skał

cenne skamieniałości

W celu ochrony przeniesione do muzeum

Nieruchome zabytki przyrody

Pomniki i rezerwaty przyrody nieożywionej

• głazy narzutowe,

• skałki, grupy skałek,

• groty, pieczary, jaskinie,

• gołoborza (tzn. blokowiska skalne na stokach)

Inne obiekty na terenie rezerwatów

Obiekty występujące w krajobrazie jako całość

Pomniki przyrody

„Pomnik przyrody” – termin użyty przez Aleksandra Hum-

bolda dla opisu olbrzymich starych drzew podczas podró-

ży po Ameryce Południowej w latach 1799-1804.

Pomniki przyrody ożywionej

• pojedyncze drzewa (wiek, kształt, gatunek)

• grupy drzew,

• zabytkowe aleje,

• stanowiska roślin,

• niewielkie powierzchnie leśne (do 2 ha)

Ochrona biocenotyczna

Parki narodowe

Rezerwaty przyrody

Parki krajobrazowe

Strefy ciszy

Ochrona planistyczna

Złoża surowców mineralnych i paliw kopalnych

Zasoby wodne

Naturalne zbiorniki regulujące obieg wód:

• bagna,

• torfowiska

Powietrze i kształtowanie warunków klimatycznych

Gleby (degradacja, cele nierolnicze)

Obiekty i obszary

• W celu kształtowania warunków środowiska, np. cisza

• W celu rozwoju nauk i zachowania kultury narodowej

Krajobraz

• Całość warunków środowiska przyrodniczego,

• Wytwory człowieka o cechach estetyczno-widokowych

Kierunki ochrony środowiska w Polsce

Ochrona powierzchni ziemi oraz kopalin

Ochrona wód oraz środowiska morskiego

Ochrona powietrza atmosferycznego

Ochrona świata roślinnego i zwierzęcego

Ochrona walorów krajobrazowych środowiska

Ochrona walorów wypoczynkowych środowiska

Ochrona zieleni w miastach i na wsiach

Ochrona środowiska przed hałasem i wibracjami

Ochrona środowiska przed odpadami i innymi

zanieczyszczeniami

Ochrona środowiska przed promieniowaniem

Zasoby środowiska przyrodniczego

Czynniki określające wartość użytkową zasobów:

Częstość występowania

Ograniczoność ilości

Jakość zasobów

Dostępność

• Geologiczna

• Ekonomiczna

Zasoby środowiska przyrodniczego

Zasoby niewyczerpywalne

• niezmienne

• nadużywane

Zasoby wyczerpywalne - zachowanie jest możliwe

• odnawialne

• nieodnawialne

Zasoby wyczerpywalne - zachowanie jest niemożliwe

• nadają się do ponownego użytkowania

• nie nadają się do ponownego użytkowania

Zasoby niewyczerpywalne

Zasoby niezmienne

Ilość zasobów nie ulega zmianie

Jakość zasobów nie ulega zmianie

Nie ma konieczności podejmowania działań ochronnych

• Energia promieniowania słonecznego

• Energia wiatru

• Energia prądów morskich

• Energia cieplna oceanów

• Energia fal

Zasoby niewyczerpywalne

Zasoby nadużywane

Ilość zasobów nie ulega zmianie

Jakość zasobów zmienia się w trakcie użytkowania

Istnieje konieczność przyjęcia działań ochronnych

(zasad użytkowania)

• Powietrze

• Woda

• Przestrzeń

Zasoby wyczerpywalne

Zachowanie możliwe - odnawialne

Ilość zasobów ulega zmianie

Jakość zasobów ulega zmianie

Wymagają przyjęcia działań ochronnych (zasad gospodar-

czego użytkowania)

Wymagają określenia kosztów odtworzenia zasobów oraz

wliczenia tych kosztów w cenę produktu

• Lasy

• Kompleksy glebowo-rolnicze

Zasoby wyczerpywalne

Zachowanie możliwe - nieodnawialne

Ilość zasobów ulega zmianie

Jakość zasobów ulega zmianie

Wymagają przyjęcia rygorystycznych działań ochronnych

(norm ekologicznych) i ich ścisłego przestrzegania

• Gatunki flory

• Gatunki fauny

Zasoby wyczerpywalne

Zachowanie niemożliwe - odzyskiwalne

Ilość zasobów ulega zmianie

Jakość zasobów ulega zmianie

Dostępność zasobów ulega zmianie

Wymagają racjonalnego wykorzystania, zmniejszenia

materiałochłonności, zastosowania substytutów

• Rudy żelaza

• Rudy metali

• Boksyty

Konieczne pilne wdrożenie metod odzyskiwania !

Zasoby wyczerpywalne

Zachowanie niemożliwe - nieodzyskiwalne

Ilość zasobów ulega zmianie

Jakość zasobów ulega zmianie

Dostępność zasobów ulega zmianie

Wymagają racjonalnego gospodarowania

• Materiały rozszczepialne (uran)

• Paliwa stałe (węgiel kamienny, brunatny)

• Paliwa ciekłe (ropa naftowa)

• Chemikalia gazowe (hel, gaz ziemny)

Konieczne pilne poszukiwanie rozwiązań alternatywnych !

Jakość środowiska

Jest to pojęcie określające stan środowiska z punktu widzenia

potrzeb obecnych i przyszłych człowieka. Na jakość środowi-

ska wpływa wiele czynników, z których najważniejsze to:

potencjał środowiska,

stopień obciążenia środowiska w procesach użytkowania

gospodarczego i pozagospodarczego,

zakres ochrony środowiska.

W nowoczesnych systemach gospodarczych coraz większą

rolę zaczyna odgrywać sterowanie jakością środowiska (SJS)

Sterowanie jakością środowiska (1)

Jest to proces świadomego i zorganizowanego oddziaływania

na obiekty mające istotny wpływ na obecny i przyszły stan

środowiska naturalnego kraju:

kopalnie,

zakłady przemysłowe,

gospodarstwa rolne,

gospodarstwa leśne,

gospodarstwa rybackie,

przedsiębiorstwa komunalne,

Sterowanie jakością środowiska (2)

przedsiębiorstwa realizujące przedsięwzięcia z za-kresu

ochrony środowiska np.

• zadrzewianie,

• zalesianie,

• melioracje, itp.

jednostki techniczne i organizacyjne chroniące środowisko:

• zagospodarowujące odpady,

• neutralizujące substancje niebezpieczne,

• rozpowszechniające wiedzę ekologiczną,

• tworzące postęp techniczno-ekologiczny, itp.

Sterowanie jakością środowiska (3)

Sterowanie jakością środowiska dokonuje się za pomocą

następujących środków:

administracyjnych,

prawnych,

ekonomicznych,

naukowo-technicznych,

społecznych,

edukacyjnych o stopniu obciążenia środowiska w proce-

sach użytkowania gospodarczego i pozagospodarczego,

Model przepływów gospodarczych

Rynek czynników

produkcji

Przedsiębiorstwa

Gospodarstwa

domowe

Rynek produktów

i usług

Przepływy realne Przepływy pieniężne

Uproszczona struktura funkcjonowania gospodarki

Rozszerzony model przepływów

Rynek czynników

produkcji

Przedsiębiorstwa

Gospodarstwa

domowe

Rynek produktów

i usług

Przepływy realne Przepływy pieniężne

BIOSFERA

Energia słoneczna Surowce naturalne

Energia rozproszona

Emisja odpadów

Obieg węgla w przyrodzie

Rośliny zielone

Fotosynteza

Oddychanie roślin

CO

2

(atmosfera)

Spalanie paliw

Paliwa kopalne

Zwierzęta

Oddychanie zwierząt

Oddychanie bakterii

Rozkład martwych organizmów

Obieg azotu w przyrodzie

Pobieranie

przez

system

korzeniowy

roślin

Białko zwierząt

N

2

(atmosfera)

Bakterie brodawkowe

Odchody zwierząt

Azotany (gleba)

Martwe

organizmy

Wyładowania

atmosferyczne

Białko roślin

Bakterie

denitrifikujące

Bakterie

amonifikacyjne

Bakterie

nitrifikacyjne

Bakterie

wiążące

wolny N

2

Emisja - imisja

Emisja

wydzielanie substancji chemicznych i sygnałów fizycznych

do otoczenia

Imisja

pobieranie substancji chemicznych i sygnałów fizycznych

z otoczenia

Przemysł a biosfera

Przemysł

Gleba

Woda

Powietrze

Rośliny

Zwierzęta

Człowiek

Rodzaje emitorów zanieczyszczeń

Punktowe

Liniowe

Powierzchniowe

Objętościowe

Emitory punktowe

Źródła zanieczyszczeń

Pojedyncze kominy

Pojedyncze budynki

Anteny nadawczo-odbiorcze (radiowe, telewizyjne, telefonii

komórkowej, internetowe, krótkofalówki)

Systemy radarowe (laboratoria, policja, wojsko, kontrola

lotów)

Energetyczne (elektrownie, elektrociepłownie, ciepłownie

przemysłowe i komunalne, spalarnie odpadów)

Przemysłowe (np. cementownie, rafinerie, koksownie, huty,

odlewnie, spiekalnie, zakłady przemysłu chemicznego,

kopalnie)

Stacje i bazy paliw (napełnianie zbiorników, dystrybucja)

Lotniska (cykl start-lądowanie, transport na terenie lotniska)

Porty morskie (ruch statków i holowników)

Kolejowe stacje rozrządowe (praca lokomotyw spalinowych)

Emitory liniowe

Źródła zanieczyszczeń

Laserowe systemy pomiarowe

Linie telefoniczne

Linie energetyczne

Rurociągi, gazociągi

Drogi kołowe (drogi, autostrady)

Drogi wodne (rzeki, kanały żeglowne, morza)

Drogi kolejowe

Korytarze lotnicze

Emitory powierzchniowe

Źródła zanieczyszczeń

Gospodarstwa domowe (ogrzewanie pomieszczeń i pod-

grzewanie wody użytkowej)

Urzędy, szkoły, usługi (ogrzewanie pomieszczeń)

Składowiska odpadów i wysypiska śmieci

Oczyszczalnie ścieków

Drogi o mniejszym natężeniu ruchu

Pola uprawne, łąki intensywnie nawożone

Tereny użytkowane rolnictwo (spalanie pozostałości

rolniczych, hodowla zwierząt, stosowanie nawozów)

Węzły komunikacyjne o dużym natężeniu ruchu

Emitory objętościowe

Źródła zanieczyszczeń

Przestrzeń w zagłębieniach terenowych i dużym zanieczy-

szczeniu atmosfery (smog fotochemiczny)

Rozległe i głębokie sztuczne zbiorniki wodne (eutrofizacja,

odwodnienie lub podtapianie terenów)

Tereny kopalń głębinowych (tąpnięcia)

Cele monitoringu zanieczyszczeń

Ocena aktualnego stanu środowiska naturalnego

Jakościowy i ilościowy pomiar emisji zanieczyszczeń

Zbilansowanie transportu materii

Wyjaśnienie wpływu zanieczyszczeń na zdrowie człowieka

Badania dróg przemieszczania się zanieczyszczeń

Monitorowanie i badania transformacji oraz konwersji zanie-

czyszczeń środowiska

Ocena kierunków zmian poziomu stężeń składników wystę-

pujących w poszczególnych elementach środowiska

Wskazanie metod zapobiegania zanieczyszczeniom środo-

wiska

Degradacja środowiska – straty

Kryterium: przyczyna powstawania strat

Wynik działania sił przyrody - kontrolowalne:

• wyładowania atmosferyczne,

• gorące źródła,

• powodzie,

• pożary lasów,

• osuwanie się gruntów

Degradacja środowiska – straty

Kryterium: przyczyna powstawania strat

Wynik działania sił przyrody - niekontrolowalne:

• przypływy – odpływy morskie,

• fale tsunami,

• tajfuny, cyklony, tornada,

• silne wiatry, huragany,

• trzęsienia ziemi,

• wybuchy wulkanów,

• wybuchy gejzerów

Degradacja środowiska – straty

Kryterium: przyczyna powstawania strat

Wynik działalności antropogenicznej (człowieka):

• drgania,

• wibracje,

• hałas,

• smog elektromagnetyczny,

• emisja odorów,

• emisja spalin,

• zrzut ścieków,

• składowanie odpadów (odcieki ze składowisk)

Wielkość tych emisji można kontrolować

Zadanie: Ograniczenie powstawania strat tego rodzaju

Degradacja środowiska – straty

Kryterium: zakres strat

Straty wynikające z oddziaływania zanieczyszczonych lub

naruszonych elementów środowiska na otoczenie, np.

• w wyniku oddziaływania zanieczyszczonego powietrza na

budowle lub konstrukcje metalowe (korozja metali)

• w wyniku oddziaływania zanieczyszczeń wody na betonowe

konstrukcje podwodne (korozja betonu)

Straty wynikające z wykorzystania zdegradowanych elementów

środowiska w procesach produkcji lub konsumpcji, np.

• w zakresie wypoczynku, turystyki i rekreacji (dodatkowe na-

kłady na redukcję skutków zanieczyszczenia lub skażenia

danego elementu środowiska)

• w zakresie procesów produkcyjnych (np. dodatkowe koszty

uzdatniania wody)

Degradacja środowiska – straty

Kryterium: charakter strat

straty ekonomiczne, np. straty w majątku trwałym

straty społeczne, np. zwiększenie zapadalności na choroby

wywołane zanieczyszczeniem środowiska

Degradacja środowiska – straty

Kryterium: wymierność strat

Wymierne, określone w odpowiednich jednostkach miary,

np. w jednostkach pieniężnych, masy, objętości, energii

Niewymierne, których wielkości nie można określić w jedno-

stkach miary, np.

• wyginięcie gatunków roślin,

• wyginięcie gatunków zwierząt,

• wzrost zachorowalności,

Degradacja środowiska – straty

Popularna klasyfikacja obszarów występowania strat

Rolnictwo

Leśnictwo

Gospodarka wodna

Majątek trwały

Zasoby surowców mineralnych

Zasoby odprowadzane do środowiska

Zdrowotność mieszkańców

Metody pomiaru strat środowiskowych

Metoda obliczeń bezpośrednich

• Wycena obejmuje straty gospodarcze i społeczne wyra-

żone w jednostkach naturalnych, np. koszty zwiększonej

korozji, wzrost kosztów utrzymania czystości, absencja

chorobowa.

Metoda restytucyjna

• Wycena obejmuje oszacowanie nakładów potrzebnych

do likwidacji strat i przywrócenia równowagi środowiska.

Metoda ta często jest ograniczona poprzez występowanie

nieodwracalnych szkód w środowisku.

Metody pomiaru strat środowiskowych

Metoda substytucyjna

• Wycena obejmuje koszty pozyskania utraconego elemen-

tu w innym miejscu, lub koszty budowy i eksploatacji ma-

szyn i urządzeń spełniających identyczną funkcję co utra-

cony składnik środowiska.

Metoda wskaźnikowa

• Jest to wycena uogólniająca. Polega na ocenie wielkości

strat najpierw w odpowiednio dobranych rejonach lub na

tzw. powierzchniach próbnych. Na podstawie wyników tej

wyceny tworzone są wskaźniki stosowane do dokonywa-

nia wyceny strat w dowolnym innym miejscu.

Metody pomiaru strat środowiskowych

Metoda norm ochrony środowiska

• W metodzie tej poprzez normy określa się maksymalne

dopuszczalne poziomy czynników (np. zanieczyszczeń

chemicznych, sygnałów fizycznych), które są emitowane

do środowiska.

• Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy uważa się, że prze-

kroczenie ustalonych norm emisji może powodować, że

poszczególne elementy środowiska mogą już ujemnie

odczuwać skutki tych emisji.

• Takie ujęcie norm daje urzędnikowi administracji danego

państwa potężne narzędzie wpływające na decyzje eko-

nomiczne w zakresie ochrony środowiska.

Metody pomiaru strat środowiskowych

Metoda norm ochrony środowiska – zagrożenia

• Administracyjne ustalenie norm emisji danego zanieczy-

szczenia środowiskowego na zbyt niskim poziomie

wymusza konieczność ponoszenia przez podmioty

gospodarcze zbyt wysokich kosztów na utrzymanie

wielkości emisji danego czynnika w granicach ustalonej

normy.

• Bezpośrednie koszty błędnych decyzji wydanych przez

urzędników ponosi producent.

Metody pomiaru strat środowiskowych

Metoda norm ochrony środowiska - zagrożenia

• Administracyjne ustalenie norm emisji danego zanieczy-

szczenia środowiskowego na zbyt wysokim poziomie

pozwala emitować do środowiska zbyt duże ilości tego

zanieczyszczenia, powodując degradację środowiska,

powiększając tym samym społeczne straty z tym

związane.

• Całkowite koszty błędnych decyzji wydanych przez

urzędników ponosi społeczeństwo.

Metody pomiaru strat środowiskowych

Metoda norm ochrony środowiska – zagrożenia

dlatego…

przy prowadzeniu wyceny strat środowiskowych normy

środowiskowe nie powinny stanowić jedynej podstawy

do wydawania decyzji administracyjnych.

Dla urzędnika normy środowiskowe powinny spełniać

jedynie funkcję informacyjną

Trendy w analityce zanieczyszczeń (1)

Zmiany w sposobie:

• pobierania próbek środowiskowych,

• wzbogacania (zatężania) próbek,

• izolacji oznaczanych składników,

Zmiany w sposobie przygotowania próbek środowiskowych

do oznaczeń końcowych,

Kalibracja stosowanych urządzeń pomiarowych,

Wykrywanie, identyfikacja i oznaczanie analitów,

Zastosowanie statystycznej obróbki wyników,

Trendy w analityce zanieczyszczeń (2)

Ciągłe rozszerzanie zakresu oznaczanych substancji,

Wykrywanie coraz mniejszych ilości substancji,

Oznaczenia coraz mniejszych stężeń analitów w próbkach

środowiskowych,

Opracowania i praktyczne wykorzystania nowych rozwią-

zań metodycznych,

Opracowania nowych rozwiązań konstrukcyjnych, przyrzą-

dów pomiarowych i urządzeń analitycznych,

Komputeryzacja metod analitycznych.

Trendy w metodyce badań

powszechność analityki specjacyjnej (różnice w toksyczności

różnych form występowania pierwiastków w środowisku)

sumaryczne wskaźniki oceny stopnia zanieczyszczenia

środowiska (np. TOC = całkowity węgiel organiczny)

równoczesne oznaczanie wielu analitów z jednej próbki w je-

dnym cyklu pomiarowym, (np. zastosowanie kolumn chroma-

tograficznych o dużej rozdzielczości, matrycy sensorów)

oznaczanie coraz niższych stężeń analitów w próbkach śro-

dowiskowych o złożonej matrycy (np. użycie czułych i sele-

ktywnych sensorów, detektorów; wprowadzenie operacji

przygotowania próbki)

bioanalityka i biomonitorowanie (wykorzystanie materiału

biologicznego)

Trendy w aparaturze pomiarowej (1)

wprowadzenie technik i przyrządów sprzężonych (realizacja

całego cyklu analitycznego w jednym przyrządzie)

automatyzacja, robotyzacja oraz komputeryzacja procedur i

przyrządów analitycznych (integracja przyrządów,

„inteligentne” przyrządy analityczne)

miniaturyzacja przyrządów analitycznych (rozwój przyrządów

polowych i osobistych)

nowe detektory i sensory analityczne (np. sensory chemiczne,

biosensory)

przyrządy pasywne (pobieranie próbek powietrza i wód

powierzchniowych, dozymetry pasywne i indywidualne)

Trendy w aparaturze pomiarowej (2)

techniki zdalnego pomiaru stopnia skażenia środowiska (np.

techniki LIDAR, SODAR, zdjęcia oraz filmy wykonane z po-

kładów statków kosmicznych)

przyrządy z bezpośrednim odczytem stężenia analitu (szyb-

kie testy (tzw. rurki wskaźnikowe) do monitorowania jakości

żywności, wody i powietrza atmosferycznego

prowadzenie pomiarów na miejscu (in situ) w celu zmniejsze-

nia opóźnienia informacyjnego

techniki filmowe i dokumentacje fotograficzne (np. dokumen-

towanie i identyfikacja źródeł emisji zanieczyszczeń na sta-

nowiskach pracy

Trendy w odczynnikach

Szybkie testy screeningowe (np. testy Mercka)

Nowe media reakcyjne (np. ciecze jonowe, mikroemulsje,

układy micelarne)

Nowe metody zagęszczania analitów (np. polimery termo-

wrażliwe, adsorbery)

Odczynniki selektywne

Enzymy

Źródła rozwoju metod analitycznych

inżynieria materiałowa

technologia materiałów wysokiej czystości

kataliza

biotechnologia

mikroelektronika

mikromechanika

informatyka

Analiza specjacyjna (1)

Definicja specjacji

Proces identyfikacji i oznaczania różnych form występowa-

nia danego pierwiastka w próbce rzeczywistej

Podział specjacji

• indywidualna

• grupowa

• fizyczna

• chemiczna

Analiza specjacyjna (2)

Specjacja indywidualna

oznaczanie tylko jednego określonego indywiduum chemicz-

nego w próbce, np. silnej toksyny

Specjacja grupowa

oznaczanie różnych form występowania w próbce określo-

nego pierwiastka, np. Cr(III) oraz Cr(VI)

Analiza specjacyjna (3)

Specjacja fizyczna

oznaczanie różnych form fizycznych występowania tego

samego indywiduum chemicznego w badanej próbce, np.

formy: rozpuszczone, zaadsorbowane, skompleksowane

Specjacja chemiczna

oznaczanie każdej z form chemicznych w jakich dany pier-

wiastek lub występuje w badanej próbce

Typy próbek środowiskowych

Podział wg stanu skupienia

• Gazowe

• Ciekłe

• Stałe

Podział wg stanu rozproszenia

• Molekularne (<10 nm)

• Koloidalne (10 nm -1000nm)

• Makroskopowe (>1000 nm)

Typy próbek środowiskowych

Emisja

Zanieczyszczenia wprowadzane do środowiska

Wielkość emisji:

to ilość zanieczyszczeń emitowana przez producenta

tego zanieczyszczenia w jednostce czasu, np. [g Pb/rok]

Imisja

Zanieczyszczenia przyjmowane przez całe środowisko lub

jego element, np. powietrze, wodę

Wielkość imisji:

to wielkość opadu zanieczyszczeń w jednostce czasu

na jednostkową powierzchnię, np. [g Pb/ha/rok]

Źródła próbek gazowych

gazy z kominów gazów odlotowych (pomiar emisji)

powietrze atmosferyczne (pomiar imisji)

próbki gazów z górnych warstw atmosfery

powietrze wewnętrzne (pomieszczenia)

powietrze na stanowiskach pracy

gazy spalinowe z silników pojazdów (ruchome źródła emisji)

gazy z instalacji przemysłowych i zamkniętych obiegów

mediów technologicznych

atmosfery specjalne (okręty podwodne, kapsuły ratunkowe)

gazy wydychane przez człowieka

gazy z miejsc trudno dostępnych i niebezpiecznych

Rodzaje analitów gazowych

Gazy i pary

• gazowe składniki nieorganiczne

• gazy i pary związków organicznych

• bardzo lotne związki organiczne

• lotne związki organiczne

• średnio lotne związki organiczne

Aerozole i pyły

• materia organiczna zawieszona

• substancje organiczne zaadsorbowane na powierzchni:

* aniony i kationy,

* dioksyny

Źródła próbek ciekłych

woda wodociągowa (woda pitna)

woda energetyczna (kotłowa)

wody powierzchniowe

wody głębinowe

woda ze strefy nienasyconej

woda deszczowa

woda morska

ścieki przemysłowe

ścieki niebezpieczne

ścieki komunalne

film powierzchniowy (rozlewy olejowe i zw.

ropopochodnych)

Rodzaje analitów ciekłych

gazy nieorganiczne rozpuszczone

substancje organiczne rozpuszczone:

• trihalometany

• lotne związki organiczne

• związki ropopochodne

• pestycydy

• związki metaloorganiczne

• dioksyny

substancje nieorganiczne rozpuszczone:

• substancje pożywkowe (nutrienty)

substancje zawieszone:

• związki organiczne zaadsorbowane na powierzchni

ciała stałego (zawiesiny)

• kationy i aniony

Źródła próbek stałych

śnieg i lód

gleba

osady denne

materiał roślinny

ściółka leśna

odpady komunalne

odpady przemysłowe

odpady niebezpieczne

pyły (z elektrofiltrów)

lotne pyły ze spalarni stałych odpadów

popioły

osady ściekowe

Rodzaje analitów stałych

związki nieorganiczne

• aniony i kationy

• związki organiczne

związki organiczne zaadsorbowane na powierzchni

• dioksyny

• związki ropopochodne

• związki metaloorganiczne

• pestycydy

Podział metod analitycznych

Kryterium sposobu wykonania

• Manualne

• Półautomatyczne

• Automatyczne

Kryterium położenia przyrządu analitycznego

• Off-line

• At-line

• On-line

• In-line

Podział metod analitycznych (1)

Analiza OFF- LINE

Próbkę pobiera się zgodnie z obowiązującymi zasadami.

Po odpowiednim zabezpieczeniu próbka jest

transportowana do laboratorium celem przeprowadzenia

analizy.

Czas wykonania analizy – ok. 1 doba

Analiza AT- LINE

Przyrząd pomiarowy jest przenoszony na miejsce pobiera-

nia próbki. Próbka jest ręcznie wprowadzana do przyrządu

pomiarowego.

Czas wykonania analizy – ok. 1 gozina

Podział metod analitycznych (2)

Analiza ON-LINE

Przyrząd pomiarowy jest na stałe zainstalowany w miejscu

pobierania próbek. Próbka (przy zachowaniu

odpowiedniego reżimu czasowego) jest pobierana

automatycznie i wprowa-dzana do przyrządu.

Czas wykonania analizy – ok. 1 minuta

Analiza IN- LINE

Czujnik przyrządu kontrolno – pomiarowego jest na stałe

umieszczony w badanym medium. Poziom stężenia ozna-

czanego analitu jest mierzony w sposób ciągły.

Czas wykonania analizy – ok. 1 sekunda

Monitoring środowiska

Definicja monitoringu środowiska

• Badanie, analiza i ocena stanu środowiska w celu obser-

wacji zachodzących w nim zmian

• Prognozowanie zmian środowiska.

Skala prowadzenia monitoringu środowiska

• Globalna (światowa),

• Kontynentalna,

• Ogólnokrajowa,

• Lokalna (np. w strefie oddziaływania obiektu

przemysłowego);

Zadania państwowego

monitoringu środowiska w Polsce

Dostarczanie informacji o:

• aktualnym stanie poszczególnych komponentów środowiska

• stopniu zanieczyszczenia środowiska,

• ilości zanieczyszczeń odprowadzanych do środowiska,

• dynamice antropogenicznych przemian środowiska,

• przewidywanych skutkach użytkowania środowiska.

Monitoring środowiska

Zakres monitoringu środowiska:

• Powietrze atmosferyczne,

• Wody powierzchniowe

• Wody podziemne,

• Gleby,

• Hałas,

• Przyroda ożywiona.

Pomiary uzupełniające monitoring środowiska:

Ilość zanieczyszczeń wprowadzanych do środowiska, np.

• wielkości emisji pyłów do atmosfery,

• wielkości emisji gazów do atmosfery,

• ilości i składu ścieków odprowadzanych do wód,

Nagromadzenie i charakterystyka odpadów.

Cechy monitoringu środowiska

Systematyczność badań prowadzonych według ustalonych

zasad i metod pobierania prób

Stosowanie ustalonych i powtarzalnych metod analizy prób.

Istnienie systemu kontroli jakości pomiarów obejmującego:

• rejestrację i akredytację laboratoriów,

• kontrolę uzyskiwanej dokładności metod analitycznych,

• legalizację aparatury.

Metody monitoringu środowiska

Metody manualne - pomiary okresowe (nieautomatyczne),

Półautomatyczne stacje pomiarowe

Automatyczne systemy pomiarowo-alarmowe - pomiary ciągłe

Sieci obserwacyjno-pomiarowe zanieczyszczeń w środowisku

Metody monitoringu środowiska

Inne metody ciągłej rejestracji zanieczyszczeń

• zdalne monitorowanie jakości środowiska - teledetekcja

przy użyciu promieniowania elektromagnetycznego.

• monitoring biologiczny (tzw. bioindykacja zanieczyszczeń)

- wykorzystaniu roślin lub organizmów zwierzęcych do

rejestracji szkodliwego oddziaływania zanieczyszczeń

Sieci monitoringu środowiska

Rodzaje sieci monitoringu środowiska

sieci nadzoru ogólnego

sieci pomiarowo-alarmowe (automatyczne)

sieci weryfikacyjne.

Sieci nadzoru ogólnego

Organizowane są na dużym terenie (makroskala)

Stanowią podstawę monitoringu ogólnokrajowego

Monitorują przestrzenno-czasowy rozkład zanieczyszczeń

w skali dużych regionów i w długich przedziałach czasu

Sieci monitoringu środowiska

Automatyczne sieci pomiarowo-alarmowe

• służą do bieżącego określania stanu zanieczyszczenia

powietrza, głównie na obszarach miejsko-przemysłowych,

• służą do wód powierzchniowych wykorzystywanych jako

źródło wody pitnej;

• otrzymywane informacje umożliwiają natychmiastowe

przeciwdziałanie skutkom zanieczyszczenia,

• pozwalają na opracowywanie prognoz krótkoterminowych

zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego i wód

powierzchniowych oraz określanie wpływu poszczególnych

źródeł na stan środowiska.

Hałas

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

-3,2

-2,4

-1,6

-0,8

0,0

0,8

1,6

2,4

3,2

A

B

C

Am

plituda

Czas

Hałas

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

-3,2

-2,4

-1,6

-0,8

0,0

0,8

1,6

2,4

3,2

Am

plitu

da

Częstotliwość

Hałas

Son - jednostką głośności.

Dźwięk ma głośność równą 1 son, jeżeli jest on oceniany jako

równie głośny jak dźwięk prosty o częstotliwości 1000 Hz i po-

ziomie ciśnienia akustycznego 40 dB .

Dźwięk n-krotnie głośniejszy ma głośność N sonów.

Krótkotrwałe przebywanie w hałasie o dużym poziomie powo-

duje zmęczenie słuchu. Ma ono charakter przejściowy i wy-

stępuje w postaci chwilowego przytępienia słuchu, nazywa-

nego też chwilowym ubytkiem słuchu.

Przebywanie w hałasie o dużym poziomie i to przez dłuższy

okres powoduje powstawanie trwałych ubytków słuchu pro-

wadzących nawet do całkowitej głuchoty.

Za trwały ubytek słuchu uważa się taki, który nie ustępuje po

upływie 8 - 12 godzin.

Hałas

O szkodliwości hałasu na słuch decyduje:

• Czas ekspozycji człowieka na działanie hałasu

• Poziom natężenia hałasu

• Częstotliwość drgań wywołujących hałas

Większą szkodliwość na słuch obserwuje się dla hałasu

o wyższych częstotliwościach.

• Zakres częstotliwościowy hałasu (tzn. szerokość zakresu

widma hałasu, w którym znajdują się wartości szczytowe).

Im w węższym paśmie częstotliwości występuje hałas

tym bardziej jest szkodliwy.

Hałas

Hałas o stosunkowo małym poziomie (rzędu ok. 75 - 85 dB),

ale działający nieprzerwanie przez dłuższy czas (rzędu kilku,

a nawet kilkunastu lat), może być przyczyną trwałego uszko-

dzenia słuchu.

O szkodliwości hałasu decyduje również stopień przygoto-

wania psychicznego na pojawienie się danego hałasu.

Hałas, który występuje niespodziewanie, jest bardziej

szkodliwy dla słuchu.

Prawa psychologiczne

BaB

Prawo Webera (1849)

Przyrost bodźca zdolny wywołać dostrzegalny przyrost wrażenia

musi być proporcjonalny do wielkości bodźca już działającego

Prawa psychologiczne

Prawo Fechnera (1860)

Siła wrażeń rośnie proporcjonalnie do wielkości bodźca

W'bB

BbW

Zmiana wielkości działającego bodźca jest proporcjonalna

do siły wywoływanego wrażenia

Prawa psychologiczne

0

W

B

B

W

W

W

B

B

lnk

B

dB

kdWW

00

Prawo Webera-Fechnera

Siła wrażeń rośnie proporcjonalnie do logarytmu bodźca

WBcB

B

dB

kdW

W

constBlnkW

W

W'bB

BaB

Prawa psychologiczne

Prawo Stevensa (1957)

Wielkość doznawanego wrażenia jest funkcją potęgową siły

działającego bodźca

n

S

BkW

k

S

- współczynnik Stevensa

n - wykładnik Stevensa

Hałas

Pozasłuchowe działanie hałasu

wpływ na układ krwionośny:

• zwężenie naczyń krwionośnych,

• zaburzenia pracy serca,

• wzrost ciśnienia tętniczego krwi,

• choroba wieńcowa;

wpływ na czynności wydzielnicze gruczołów:

• zaburzenia poziomu cukru,

• przyspieszenie przemiany materii,

wpływ na układ trawienny:

• choroby wrzodowe,

zmniejszenie i spowolnienie ruchu narządów zbudowanych

z mięśni gładkich

Hałas

Pozasłuchowe działanie hałasu

zabudzenia neurologiczne:

• spadek sprawności pamięci,

• spadek spostrzegania,

• spadek stopnia uwagi,

• ograniczenie zdolności orientacji w przestrzeni,

• wzrost czasu reakcji,

• zaburzenia narządu równowagi,

wystąpienie reakcji alarmowych takich jak:

• marszczenie brwi i powiek,

• mrużenie powiek,

• drgania ciała,

• spadek ostrości widzenia.

Metody zwalczania hałasu

Metody techniczne

Aktywne (użycie dodatkowych energii)

Klasyczne

• w miejscu powstawania: łożyska, silniki, przekładnie ...

• na drodze propagacji fali dźwiękowej:

* adaptacja akustyczna pomieszczeń,

* ekrany,

* obudowy

• u odbiorcy:

* kabiny dźwiękoszczelne,

* ochrona osobista:

- wkładki do przewodu usznego,

- nauszniki,

- hełmy.

Metody zwalczania hałasu

Metody prawno-organizacyjne

usytuowanie budynku w przestrzeni,

lokalizacja poszczególnych pomieszczeń ze względów

wymagań akustycznych,

rozmieszczenie źródeł hałasu w pomieszczeniu w oparciu o:

• ich charakterystykę kierunkową,

• geometrię pomieszczenia,

• dobowy okres emisji hałasu,

• chłonność akustyczną i inne parametry,

kontrola czasu pracy,

wprowadzenie przerw,

ograniczenia, nakazy i zakazy.

Metody ochrony przed hałasem

Wyciszanie źródeł hałasu

Wytłumienie pomieszczeń

Zagospodarowanie pomieszczenia

Wyciszanie otoczenia stanowisk roboczych

Materiały i ustroje dźwiękochłonne

Materiały i ustroje płaskie

Ustroje przestrzenne

Obudowy dźwiękoizolacyjne

Kabiny dźwiękoszczelne

Indywidualne ochrony słuchu

MAGLEV

Podstawa fizyczna

MAGLEV = magnetyczna lewitacja (magnetic levitation).

Wykorzystanie zjawiska lewitacji magnetycznej do celów

transportowych, np. w transporcie kolejowym.

Twórcy pomysłu

• 1900 - Emile Bachelet - francuski wizjoner

• 1966 - dr James Powell - amerykański fizyk - specjalista

od napędów rakietowych

• 1966 - dr Gordon Danby - amerykański fizyk - pionier

badań nad nadprzewodnictwem i zastosowaniami NMR

w medycynie

Hałas a transport przeszłości

MAGLEV

Wizja

• Wagony tego pociągu unoszą się nad torem, gdyż są one

odpychane torowisko.

• Magnesy umieszczone w podwoziu pociągu rozpędzają

pociąg mknący w powietrzu.

Założenia środowiskowe dla pociągu magnetycznego

• Nie styka się z torowiskiem

• Nie ma żadnych silników

• Nie spala paliwa (brak emisji spalin)

• Nie wydaje dźwięku

• Nie drży (komfort dla pasażera i przewożonych towarów)

• Nie wibruje (komfort dla okolicy)

Hałas a transport przyszłości

Hałas a transport przyszłości

Modele EMS = Electromagnetic Suspension Models

Pociągi typu EMS są testowane w Niemczech i Chinach

Projektant: Transrapid

Zasada działania

Podstawa pociągu jest owinięta wokół toru prowadzącego.

Elektromagnesy unoszą pociąg na wysokość ok. 1 cm nad tor.

Cewki uzwojeń elektromagnesów przewodzą prąd tylko gdy

włączone jest zasilanie.

Pociąg lewituje przez cały czas jazdy.

Położenie pociągu względem toru jest utrzymywane przez

magnesy prowadzące.

Pociąg z pasażerami może osiągać prędkość do 480 km/godz.

Europejskie pociągi a hałas

Natężenie dźwięku a zdrowie

Narastanie wrogości i agresji:

• 75 dB - nowoczesny samochód małolitrażowy,

• 80 dB - klakson,

Poziom szkodliwy dla zdrowia:

• 85 dB - uszkodzony kran,

• 85 dB - wnętrze typowego samochodu na polskiej drodze,

Zakłócenia systemu nerwowego:

• 90 dB - przerwa w szkole,

• 95 dB - odkurzacz typowy,

• 110 dB - trzaskające drzwi windy w bloku,

• 120 dB - silnik samolotowy

Granica bólu:

• 130-160 dB - wybuch petardy

Pociąg (92 dB)

Odległość 25 m

Pociągi a zużycie terenu

Człowiek a pole magnetyczne

Pociągi nadprzewodzące a hałas

Proponowane rozwiązania środowiskowe

Poprowadzenie trasy w specjalnym tunelu niskociśnieniowym,

tzn. w tunelu prawie opróżnionym z powietrza i innych gazów.

Projekty pociągu typu MAGLEV w tunelach okołopróżniowych

są rozpatrywane już od ponad 20 lat.

Szwajcarzy rozważają możliwości budowy ogólnokrajowego

systemu MAGLEV dla metra umieszczonego niemal w całości

w tunelach przewierconych pod Alpami i z góry zaplanowanych

jako tunele niskociśnieniowe.

Pociągi nadprzewodzące a hałas

Proponowane rozwiązania środowiskowe

W Japonii budowana jest obecnie trasa kolejowa Tokio-Osaka.

Ma ona także obejmować długie odcinki umieszczone w takich

niskociśnieniowych tunelach.

Aktualny koszt budowy tuneli drążonych w litej skale jest wciąż

bardzo wysoki. Jest to dziś średnio ok. 30 mln. USD na milę

(tj. ok. 20 mln. USD na km)

Infradźwięki

Definicja

Dźwięki lub hałasy o częstotliwości 2-6 Hz, nie zawierające żad-

nych wyraźnych składowych w zakresie częstotliwości poniżej 1

Hz i powyżej 20 Hz. Poza nimi, mianem dźwięków niskiej często-

tliwości przyjęto określać drgania o częstotliwości 10 - 100 Hz

Występowanie w przyrodzie

Sposób komunikowania się ssaków

Infradźwięki są rejestrowane na kilka sekund przed ruszeniem

w górach lawiny śnieżnej. Prawdopodobnie ta fala infradźwię-

kowa pochodzi z ruchów głęboko położonych warstw śniegu.

Infradźwięki są rejestrowane bezpośrednio przed wystąpieniem

trzęsienia ziemi i erupcji wulkanicznej.

Tworzenie fali infradźwiękowej w wyniku serii pożarów pól

naftowych w Zatoce Perskiej

Infradźwięki

Cechy infradźwięków

Prędkość rozchodzenia się fal infradźwiękowych w ośrodku

materialnym, u, jest taka sama jak dla fal akustycznych,

np. powietrze (340 m/s),

woda (1483 m/s)

Duże rozprzestrzenianie się, gdyż są to długie fale

Przykładowo: fala o f=16Hz ma długość =21,5 m

Wzrost oddziaływania w oddalonych pomieszczeniach,

fu

Infradźwięki

Cechy infradźwięków

Bardzo małe pochłanianie w ośrodku (o kilka rzędów wielko-

ści mniejsze niż fale akustyczne);

Nieskuteczność działania przegród

Wzmacnianie fal na skutek zjawiska rezonansu:

• pomieszczeń

• elementów konstrukcyjnych obiektów

• całych obiektów

Wzrost oddziaływania fal infradźwiękowych w oddalonych

pomieszczeniach.

Infradźwięki

Główne źródła hałasu infradźwiękowego w przemyśle

maszyny i urządzenia przepływowe,

sprężarki,

silniki wysokoprężne (silniki Diesla),

młoty,

wentylatory,

dmuchawy wielkopiecowe,

transport wodny,

transport lądowy,

transport lotniczy

Infradźwięki

Subiektywne reakcje człowieka na pole infradźwiękowe

Infradźwięki są odbierane przez receptory czucia, a także

przez narząd słuchu.

Poziomem krytycznym jest wartość 75 dB, po niej,

względnie małe zmiany poziomu ciśnienia wywołują duże

zmiany w odczuciu stopnia dokuczliwości.

Pod wpływem infradźwięków może dojść do zmian w

ośrodkowym układzie nerwowym: spadek stanu czuwania,

senność, zakłócenie snu i odpoczynku, dyskomfort,

nadmierne zmęczenie, zaburzenia: równowagi,

fizjologiczne i sprawności psychomotorycznej, stany

lękowe i wrażenie opresji.

Daje się też zauważyć silne działanie na struktury i funkcje

narządów wewnętrznych organizmu.

Infradźwięki

Subiektywne reakcje człowieka na pole infradźwiękowe

Ogólne złe samopoczucie: 1 – 20 Hz

Bezdech: 1 – 3 Hz

Zaburzenia oddychania: 4 – 8 Hz

Ból klatki piersiowej: 4 – 11 Hz

Ból brzucha: 4 – 14 Hz

Silne drgania szczęki: 6 – 9 Hz

Ból lędźwiowo-krzyżowy: 6,5 – 20 Hz

Parcie na mocz: 9 – 20 Hz

Parcie na kał: 9 – 20 Hz

Zawroty głowy: 9 – 20 Hz

Silny wzrost napięcia mięśniowego: 10 – 20 Hz

Ultradźwięki

Definicja

Są to dźwięki, których częstotliwość znajduje się powyżej

górnej granicy częstotliwości słyszalnej.

Podział

• niskoczęstotliwościowe

• wysokoczęstotliwościowe

• hiperdźwięki

Cechy

• W środowisku naturalnym nie występują ultradźwięki

szkodliwe dla organizmu.

• Zasięg działania tych fal jest nieduży, gdyż przy tak

wysokich częstotliwościach długość fali jest mała.

Ultradźwięki

Działanie ultradźwięków na człowieka może mieć charakter

ogólny i miejscowy.

Drgania do ciała człowieka wnikają drogą kontaktową.

Najsilniej działają na tkanki miękkie takie jak:

• mózg,

• gruczoły wydzielania wewnętrznego,

• gałkę oczną.

Silnie działają na układ kostny płodu

Sposób działania na organizm:

• mechaniczny,

• termiczny,

• chemiczny.

Ultradźwięki

Skutki dla organizmu:

• bóle i zawroty głowy,

• zaburzenia równowagi,

• nudności,

• senność,

• nadmierne zmęczenie,

• mogą też pojawiać się ubytki słuchu,

• zaburzenia krążenia,

• zaburzenia pracy serca,

• wzmożona pobudliwość,

• rozdrażnienie.

Źródła pola elektromagnetycznego

Sztuczne źródła pola elektromagnetycznego oraz statycznego

pola elektrycznego i magnetycznego:

odbiorniki TV,

monitory komputerowe,

kuchenki mikrofalowe,

telefony bezprzewodowe,

telefony komórkowe,

aparaty CB-radio,

anteny nadawczo-odbiorcze radiostacji,

radary,

linie energetyczne wysokiego napięcia,

Źródła pola elektromagnetycznego

Sztuczne źródła pola elektromagnetycznego oraz statycznego

pola elektrycznego i magnetycznego:

urządzenia przemysłowe, jak np.

• piece indukcyjne,

• piece łukowe,

• zgrzewarki do folii,

• stanowiska do naprawy odbiorników TV,

• stanowiska do naprawy monitorów komputerowych.

Skutki pola elektromagnetycznego

Obserwacje, eksperymenty i wiedza medyczna oraz związki

przyczynowo-skutkowe, pozwalają na stwierdzenie, że

promieniowanie elektromagnetyczne

może oddziaływać na organizmy żywe.

Możliwe objawy tego oddziaływania u ludzi:

zaburzenia snu,

bóle głowy,

brak możliwości skupienia,

pogorszenie wzroku,

Skutki pola elektromagnetycznego

zmiana ciśnienia krwi,

zmęczenie nieadekwatne do wysiłku

(objaw często występujący u dzieci i młodzieży),

zmiany obrazu krwi (zachwianie stosunku białych i czerwo-

nych ciałek krwi),

zmiany poziomu hormonów,

rozregulowanie cyklu menstruacyjnego,

możliwość częstszych poronień.

Radionuklidy

Podział radionuklidów

W zależności od pochodzenia radionuklidy dzieli na:

• radionuklidy pochodzenia naturalnego,

• radionuklidy pochodzenia sztucznego.

75 % radionuklidów pochodzenia naturalnego

Radionuklidy pochodzenia naturalnego i sztucznego są

emiterami promieniowania: alfa, beta, gamma oraz X.

Promieniowanie, które oddziałuje na organizm człowieka

pochodzi od radionuklidów znajdujących się zarówno na

zewnątrz jak i wewnątrz danego organizmu.

.

Promieniowanie jonizujące pochodzenia naturalnego

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w śro-

dowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne

.

Stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku przemian

jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących

się w powietrzu.

Do radionuklidów powstających w ten sposób należą:

3

H,

7

Be,

14

C.

Radionuklidy naturalne

.

Powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego.

Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego

zaniku w porównaniu do czasu istnienia Ziemi.

Wiek Ziemi ocenia się na ok. 4,6 mld. lat.

Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów

promieniotwórczych:

• torowego,

• uranowo-radowego,

• uranowo-aktynowego.

Radionuklidy naturalne

O wielkości dawki promieniowania otrzymanej przez człowieka

ze źródeł naturalnych decyduje głównie promieniowanie:

radionuklidów szeregu torowego,

radionuklidów szeregu uranowo-radowego,

izotopu potasu

40

K, składnika potasu naturalnego.

radonu

Radionuklidy naturalne

.

Zagrożenie izotopami radonu

Z gleby i licznych materiałów budowlanych do powietrza atmo-

sferycznego przenika głównie: toron (

220

Rn) i radon (

222

Rn).

Toron - radionuklid należący do szeregu torowego.

Radon - radionuklid należący do szeregu uranowo-radowego.

Gazy te w wyniku rozpadu tworzą kolejne radionuklidy tych

szeregów. Są one wdychane wraz z produktami ich rozpadu

które tworzą promieniotwórcze aerozole.

Przedostają się one do płuc i stanowią największy składnik

dawki promieniowania otrzymywanej przez ludzi z natural-

nych źródeł promieniowania.

Sztuczne źródła promieniowania

Wytworzone przez człowieka źródła promieniowania

zakłady produkujące i dystrybuujące izotopy,

akceleratory,

reaktory jądrowe,

defektoskopy izotopowe,

czujniki dymu zawierające źródła izotopowe,

aparaty rentgenowskie,

urządzenia do telegammaterapii,

nieostrożny transport odpadów,

składowiska odpadów promieniotwórczych (w Polsce

miejscowość Różan nad Narwią),

materiały budowlane, uzyskane z popiołów elektrociepłowni,

różne zastosowania wojskowe i kosmiczne.

Jednostki promieniowania

Mogą charakteryzować:

źródło promieniowania,

oddziaływanie źródła promieniowania na otoczenie.

Pojęcia podstawowe:

aktywność źródła promieniowania,

dawka promieniowania.

Jednostki promieniowania

Aktywność źródła promieniowania

Jest to liczba samoistnych rozpadów promieniotwórczych

zachodzących w źródle promieniowania w jednostce czasu.

W układzie SI jednostką aktywności jest bekerel (Bq).

Źródło promieniowania ma aktywność jednego bekerela, jeśli

w ciągu jednej sekundy następuje w nim jeden rozpad.

1 Bq = 1 s

-1

Dawną jednostką aktywności do dziś używaną jest kiur (Ci).

1 Ci = 3,7·10

10

s

-1

= 3,7·10

10

Bq = 37 GBq

Rodzaje dawek promieniowania

Podstawy dozymetrii

X – źródło promieniowania X

m – masa objętości V powietrza lub

badanego obiektu

Q – ładunek elektryczny wytworzony

w masie m powietrza

E – energia absorbowana przez ma-

sę m obiektu

Ep – energia wyzwolona,

Ew – energia wyemitowana z masy

m obiektu

Rodzaje dawek promieniowania

Dawka ekspozycyjna

Jest miarą jonizacji, jaka zachodzi w powietrzu pod wpływem:

promieniowania elektromagnetycznego X

promieniowania elektromagnetycznego .

Jeżeli pod wpływem promieniowania X lub w elemencie obję-

tości powietrza o masie dm powstał ładunek dQ jonów jednego

znaku, to dawką ekspozycyjną X nazywamy stosunek:

X = dQ/dm

dQ jest bezwzględną wartością sumy ładunków jonów jednego

znaku wytworzonych w warunkach równowagi elektronowej,

tzn. gdy wszystkie jony dodatnie i elektrony wytworzone w ele-

mencie objętości o masie dm w nim pozostają

Rodzaje dawek promieniowania

Dawka ekspozycyjna

W układzie SI jednostką dawki ekspozycyjnej jest kulomb

na kilogram (C kg

-1

).

Do niedawna używano jednostki zwanej rentgenem (R).

1 R = 2,58·10

-4

C kg

-1

Obecnie pojęcie dawki ekspozycyjnej wychodzi z użycia.

Coraz częściej używa się pojęcia dawki pochłoniętej.

Rodzaje dawek promieniowania

Dawka pochłonięta

Jest miarą pochłaniania promieniowania jonizującego przez

materiały. Jest to energia jaką pochłania jednostka masy

danego ośrodka, przez który promieniowanie to przechodzi:

D = dE/dm

dE - jest średnią energią promieniowania jonizującego przeka-

zaną materii w elemencie objętości o masie dm.

W układzie SI jednostką dawki pochłoniętej jest grej (Gy).

1 Gy = 1 J kg

-1

Dawniej mierzono dawkę pochłoniętą w radach (rd).

1 rd = 0,01 Gy

Rodzaje dawek promieniowania

Biologiczny równoważnik dawki

Jest to dawka promieniowania pochłonięta przez daną tkan-

kę lub narząd z uwzględnieniem skutków biologicznych wy-

wołanych przez różne rodzaje promieniowania.

Biologiczny równoważnik dawki oblicza się ze wzoru:

H = q·D

gdzie: q – współczynnik jakości promieniowania,

D – dawka pochłonięta w tkance lub narządzie [Gy].

Biologiczny równoważnik dawki, H [Sv=J/kg], oblicza się dla

danego organu lub dla całego ciała

Radionuklidy

Dawka efektywna

Określa ilość energii promieniowania jonizującego, która zo-

stała przekazana jednostce masy napromienianej materii.

Jednostką efektywnego równoważnika dawki jest siwert,

Sv = 1 J/kg.

Rodzaje dawek promieniowania

Współczynnik jakości promieniowania, q

Jest to względna miara oddziaływania różnych rodzajów

promieniowania na organizm człowieka

Wartości q:

• Promieniowanie q = 1,0

• Promieniowanie q = 1,0 – 1,7

• Protony q = 10

• Neutrony termiczne q = 10

• Promieniowanie q = 20

Rodzaje dawek promieniowania

Określenia mocy dawki promieniowania

Moc dawki ekspozycyjnej

Moc dawki ekspozycyjnej

•

•

Definicja: przyrost dawki ekspozycyjnej

Definicja: przyrost dawki ekspozycyjnej

dX

dX

w czasie

w czasie

dt

dt

•

•

Jednostka: [R/h], [rentgen/h]

Jednostka: [R/h], [rentgen/h]

Moc dawki poch

Moc dawki poch

ł

ł

oni

oni

ę

ę

tej

tej

•

•

Definicja: przyrost dawki poch

Definicja: przyrost dawki poch

ł

ł

oni

oni

ę

ę

tej

tej

dD

dD

w czasie

w czasie

dt

dt

•

•

Jednostka: [

Jednostka: [

Gy

Gy

/s], [

/s], [

grej

grej

/s], [rad/s]

/s], [rad/s]

Moc r

Moc r

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

nika dawki

nika dawki

•

•

Definicja: stosunek przyrostu r

Definicja: stosunek przyrostu r

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

nika dawki

nika dawki

dH

dH

w

w

czasie

czasie

dt

dt

•

•

Jednostka: [

Jednostka: [

Sv

Sv

/s], [siwert/s], [rem/h]

/s], [siwert/s], [rem/h]

Wnikanie radionuklidów do organizmu

Wnikni

Wnikni

ę

ę

cie radionuklidu oznacza wprowadzenie okre

cie radionuklidu oznacza wprowadzenie okre

ś

ś

lonej

lonej

ilo

ilo

ś

ś

ci substancji promieniotw

ci substancji promieniotw

ó

ó

rczej do organizmu cz

rczej do organizmu cz

ł

ł

owieka.

owieka.

Drogi wnikania radionuklidów

inhalacja (wdychanie),

droga pokarmowa (spożycie),

przenikanie przez kontakt (bezpośrednie wnikanie),

uszkodzenia skóry (skaleczenia)

Skutki biologiczne napromieniowania

0,05

Pozostałe

0,01

Skóra, powierzchnia kości

0,05

Pęcherz moczowy, gruczoły piersiowe,

wątroba, przełyk, tarczyca

0,12Czerwony szpik kostny, jelito grube,

płuca, żołądek

0,20Gonady

w

T

Tkanka

Czynnik wagowy W

T

dla tkanek człowieka zalecane w ICRP 60

Skutki biologiczne napromieniowania

Efektywny równoważnik dawki obciążającej H

ef50

Stanowi sumę iloczynów współczynnika wagowego narażenia

tkanki lub narządu (w

T

) oraz wartości równoważnika dawki

obciążającej daną tkankę lub narząd, powstającego w wyniku

wniknięcia materiału promieniotwórczego do organizmu

Ta wielkość jest miarą całkowitego ryzyka somatycznego lub

efektów dziedziczności dla poszczególnej osoby i jego potom-

ków, od wniknięcia materiału promieniotwórczego związanego

z ryzykiem napromieniowania w kolejnych latach, powstałego

w wyniku tego wchłonięcia.

TTef

HwH

50

Skutki biologiczne napromieniowania

Uszkodzenia szpiku i organów wewnętrznych.

Śmiertelność w 100% do kilkudziesięciu dni.

5,0 - 7,0

Choroba popromienna.

Śmiertelność w 50% przypadków

3,0 - 5,0

Ciężkie objawy kliniczne.

Śmiertelność w 25% przypadków

2,0 - 3,0

Objawy chorobowe, bóle głowy, mdłości, osłabienie

1,0 - 2,0

Słabe objawy chorobowe, zmiany w krwi, możliwość

wystąpienia skutków ubocznych w późniejszym okresie

0,50 - 1,0

Zmiany obrazu morfologicznego krwi

0,25 - 0,50

Brak objawów

0,00 - 0,25

Skutki biologiczne przy jednorazowym

napromieniowaniu całego ciała

H

T

[Sv]

Skutki biologiczne napromieniowania

Równoważnik dawki obciążającej

Dawka pochłonięta od zewnętrznego promieniowania jest

dostarczana w tym samym czasie, kiedy organ lub tkanka

podlega ekspozycji od zewnętrznego źródła promieniowania.

Dla narażenia wewnętrznego pochodzącego od zawartych w

tkance radionuklidów, całkowita dawka będzie zwiększała się

w czasie i będzie dostarczana do organizmu w czasie trwania

pełnego rozpadu radionuklidów.

Skutki biologiczne napromieniowania

50

0

0

t

t

ef50

dt)t(HH

Aby uwzględnić zmienność wartości równoważnika dawki

obciążającej w czasie ICRP (International Commission on

Radiological Protection) zdefiniowała równoważnik dawki

obciążającej, który będzie otrzymywany przez daną osobę

w wyniku wprowadzenia materiału promieniotwórczego do

jej organizmu.

ICRP przyjęło arbitralnie 50 lat jako maksymalny czas gro-

madzenia dawki promieniowania przez osoby pracujące.

– szybkość zmiany dawki promieniowania (zależna od czasu)

)t(H

t

0

– czas przyjęcia dawki promieniowania

Radionuklidy a zdrowie człowieka

131

I 8 dni

140

Ba 13 dni

32

P 14,5 dnia

89

Sr 51 dni

60

Co 5,25 lat

90

Sr 28 lat

137

Cs 30 lat

22

Na 26 lat

14

C 5.568 lat

Pu 500.000 lat

Okres półrozpadu najczęściej przedostających się

do żywności pierwiastków radioaktywnych

Radionuklidy a zdrowie człowieka

Z punktu widzenia zagrożenia zdrowia człowieka główne

znaczenie mają:

137

Cs (cez)

90

Sr (stront)

106

Ru (ruten)

131

I (jod)

Bardzo istotne znaczenie ma w tym przypadku okres półroz-

padu, który jest mocno zróżnicowany.

W przypadku jodu

131

I okres półrozpadu liczony jest w dniach.

W przypadku cezu

137

Cs oraz strontu

90

Sr okres półrozpadu

liczony jest w dziesięcioleciach.

Skutki medyczne promieniowania

Przeciwwskazania zdrowotne do zatrudniania pracowników

w narażeniu na promieniowanie jonizujące

przebyte zmiany popromienne,

przewlekłe zatrucia benzenem,

choroby układu krwiotwórczego,

stany przednowotworowe,

stan po leczeniu nowotworów,

okres ciąży,

okres karmienia

.

.

Elektrownie atomowe blisko Polski

Ziemia – planeta wody

Powierzchnia całkowita 510,066 mln km

2

• Lądy 148,647 mln km

2

(29,14 %)

• Wody 361,419 mln km

2

(70,86 %)

Objętość całkowita 1.082,7 mld km

3

• Lądy 1.081,4 mld km

3

(99,88 %)

• Wody 1.338,5 mln km

3

(0,12 %)

Masa całkowita 5,975*10

24

kg

• Lądy 5,974*10

24

kg (99,98 %)

• Wody 1,339*10

21

kg (0,022 %)

Ziemia – zasoby wodne

Podział wód występujących w przyrodzie:

• wody opadowe (atmosferyczne)

• wody powierzchniowe

• wody podziemne

Do celów spożywczych i technologicznych główne

zastosowanie znajdują wody powierzchniowe.

Ziemia – zasoby wodne

Morza i oceany 93,9 %

Lodowce 1,65 %

Jeziora 0,016%

Wilgoć gleby 0,006 %

Chmury 0,001 %

Rzeki 0,0001 %

Wody podziemne poniżej głębokości 1 km 4,13 %

Wody podziemne do głębokości 1 km 0,3 %

Woda

Skład chemiczny wód powierzchniowych

Woda jako bardzo dobry rozpuszczalnik zawiera prawie wszy-

stkie substancje naturalne występujące w skorupie ziemskiej

oraz substancje wytwarzane w wyniku działalności człowieka.

Stężenie substancji występujących w wodach powierzchnio-

wych zależy od:

• powszechności ich występowania,

• rozpuszczalności,

• procesów fizyko-chemicznych zachodzących w wodach.

Woda

Stężenia substancji w wodach powierzchniowych przeciętnie

wahają się od kilku ng/dm

3

do kilkuset mg/dm

3

.

Do podstawowych składników wód należą:

• kationy: Ca

2+

, Na

+

, Mg

2+

• aniony: HCO

3

-

, SO

4

2-

, Cl

-

• substancje nieorganiczne: krzemionka.

Zawartość i proporcje poszczególnych jonów zależą głównie

od składu chemicznego skał i gleb w występujących na tere-

nie zlewni. Wpływ zanieczyszczeń doprowadzanych do wód

w wyniku działalności człowieka może znacznie zmienił ten

skład.

Woda

Klasyfikacja substancji występujących w wodach

Kryterium: pochodzenie substancji

substancje pochodzenia naturalnego,

substancje wprowadzone do wód wskutek gospodarczej

działalności człowieka. Są to substancje, które zazwyczaj

nie występują w przyrodzie w sposób naturalny. Dlatego

też często określa się jako substancje zanieczyszczające

lub substancje antropogeniczne.

Woda

Substancje zanieczyszczające – duży problem analityczny

Pomimo wielkiego postępu w dziedzinie analityki chemicznej,

a metod instrumentalnych w szczególności, w chwili obecnej

określenie naturalnej zawartości substancji chemicznych w

wodzie jest zagadnieniem bardzo trudnym i może być ono

wykonane z tylko dużym przybliżeniem.

I nie jest to problem niedoskonałości przyrządów pomiarowych

czy też stosowanych metod analitycznych. Przyczyna tego

stanu rzeczy leży w składzie chemicznym samej wody.

Już od pewnego czasu wszystkie wody występujące na

powierzchni Ziemi są już w mniejszym lub większym stopniu

zanieczyszczone.

Woda

Klasyfikacja substancji występujących w wodach

Kryterium: charakter chemiczny substancji

substancje organiczne,

substancje nieorganiczne.

Klasyfikacja chemicznych substancji występujących w wodach

dokonana według tego kryterium nie wydaje się być jednak

zupełnie ścisła i jednoznaczna.

Woda

Charakter chemiczny substancji – zastrzeżenia

Wiele substancji nieorganicznych może wchodzić w reak-

cje chemiczne z naturalnymi lub syntetycznymi związkami

organicznymi tworząc nowe połączenia, które najczęściej

zalicza się do grupy substancji organicznych.

W wyniku zachodzenia w środowisku wodnym licznych pro-

cesów biologicznych i biochemicznych związki nieorgani-

czne często ulegają reakcjom prowadzącym do powstawa-

nia substancji organicznych.

Z kinetycznego punktu widzenia charakter chemiczny dane-

go zanieczyszczenia ulega zmianie gdyż związki organicz-

ne są rozkładane do nieorganicznych produktów.

Woda

Klasyfikacja substancji występujących w wodach

Kryterium: stężenie substancji

substancje podstawowe,

makroskładniki,

mikroskładniki

Woda

Stężenie substancji

Do składników podstawowych zalicza się te substancje wy-

stępujące w wodach naturalnych, których stężenia wynoszą

od kilkunastu do kilkuset mg/dm

3

.

Makroskładniki występują w wodach naturalnych w stęże-

niach od kilkuset g/dm

3

do kilkunastu mg/dm

3

.

Mikroskładniki występują w wodach naturalnych w stęże-

niach poniżej kilkuset g/dm

3

. Często są one określane

terminem substancje śladowe.

.

Woda

Klasyfikacja substancji występujących w wodach

Kryterium: stopień rozproszenia cząstek

roztwory cząsteczkowe, czyli roztwory właściwe

roztwory koloidalne, czyli koloidy

układy rozproszone mechanicznie, czyli zawiesiny

Woda

Cechy roztworów cząsteczkowych (właściwych)

Rozmiar: poniżej 1 μm

Typ rozproszenia: cząsteczkowe

Wygląd: układy optycznie jednolite

Zachowanie w polu grawitacyjnym: nie sedymentują

Woda

Cechy roztworów koloidalnych

Rozmiar: 1-100 μm (niekiedy do 500 μm)

Typy układów koloidalnych:

• układy z cząstkami trójwymiarowymi,

• układy z cząstkami blaszkowatymi,

• układy z cząstkami nitkowatymi,

Typ rozproszenia: dyspersje dwóch lub więcej składników.

Składniki nie są ze sobą zmieszane cząsteczkowo.

Wygląd: układy optycznie jednolite

Zachowanie w polu grawitacyjnym: trudno sedymentują

Woda

Cechy zawiesin

Rozmiar: ponad 500 μm (zwykle już powyżej 100 μm)

Typ rozproszenia: dyspersje dwóch lub więcej składników.

Składniki nie są ze sobą zmieszane cząsteczkowo.

Wygląd: układy optycznie niejednolite

Zachowanie w polu grawitacyjnym: łatwo sedymentują

Zapotrzebowanie ludności na wodę

Średnie dobowe zużycie wody w krajach UE na osobę [dm

3

]

Spłukiwanie WC 44,8

Kąpiel i prysznic 42,0

Pranie bielizny 16,8

Zmywanie naczyń 8,4

Pielęgnacja ciała 8,4

Pielęgnacja ogródka 5,6

Pielęgnacja samochodu 2,8

Picie i gotowanie 2,8

Różne 8,4

R a z e m 140,0 dm

3

Źródło: Manfred Häfner: „Ochrona środowiska”.

Wydawnictwo Polski Klub Ekologiczny, Kraków, 1993.

Radioaktywność pochodzenia naturalnego

Do promieniowania jonizującego pochodzenia naturalnego zalicza się:

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku reakcji jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących się w powietrzu. Do radionuklidów powstających w ten sposób należą: 3H, 7Be, 14C.

Radionuklidy naturalne powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego zaniku w

porównaniu do czasu istnienia Ziemi. Wiek Ziemi szacuje się na około 5 mld. lat. Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych:

a. torowego,

b. uranowo-radowego

c. uranowo-aktynowego.

Zapotrzebowanie ludności na wodę

Średnie dobowe zużycie wody na osobę [dm

3

]

Czasy przedprzemysłowe 10 - 30

Obecnie w Europie Zachodniej 140 - 170

Skład ścieków [g/dm

3

]

Substancje rozpuszczalne 100

Zawiesiny opadające 60

Zawiesiny nieopadające 30

Źródło: Manfred Häfner: „Ochrona środowiska”.

Wydawnictwo Polski Klub Ekologiczny, Kraków, 1993.

Radioaktywność pochodzenia naturalnego

Do promieniowania jonizującego pochodzenia naturalnego zalicza się:

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku reakcji jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących się w powietrzu. Do radionuklidów powstających w ten sposób należą: 3H, 7Be, 14C.

Radionuklidy naturalne powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego zaniku w

porównaniu do czasu istnienia Ziemi. Wiek Ziemi szacuje się na około 5 mld. lat. Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych:

a. torowego,

b. uranowo-radowego

c. uranowo-aktynowego.

Zanieczyszczenie wody

Definicja z punktu widzenia gospodarki wodnej

Jest to stan, w którym skład chemiczny wody jest tak dalece

zmieniony, że bezpośrednie jej użytkowanie do celów domo-

wych lub przemysłowych staje się ograniczone lub niemożliwe.

Definicja z punktu widzenia biologicznego

Jest to każdy czynnik, który:

wywołuje szkodliwe działanie na naturalne cechy wody,

wywołuje szkodliwe działanie na zespoły organizmów zamie-

szkujących wodę,

powoduje zachwianie równowagi biologicznej w biocenozie,

której rezultatem jest ustąpienie jednego lub większej liczby

organizmów wrażliwych na dany rodzaj zanieczyszczenia

Radioaktywność pochodzenia naturalnego

Do promieniowania jonizującego pochodzenia naturalnego zalicza się:

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku reakcji jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących się w powietrzu. Do radionuklidów powstających w ten sposób należą: 3H, 7Be, 14C.

Radionuklidy naturalne powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego zaniku w

porównaniu do czasu istnienia Ziemi. Wiek Ziemi szacuje się na około 5 mld. lat. Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych:

a. torowego,

b. uranowo-radowego

c. uranowo-aktynowego.

Rodzaje zanieczyszczeń

wód powierzchniowych (1)

Kryteria podziału zanieczyszczeń

Źródła pochodzenia

Wielkość

Cechy chemiczne

Oddziaływanie na biocenozę odbiornika

Radioaktywność pochodzenia naturalnego

Do promieniowania jonizującego pochodzenia naturalnego zalicza się:

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku reakcji jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących się w powietrzu. Do radionuklidów powstających w ten sposób należą: 3H, 7Be, 14C.

Radionuklidy naturalne powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego zaniku w

porównaniu do czasu istnienia Ziemi. Wiek Ziemi szacuje się na około 5 mld. lat. Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych:

a. torowego,

b. uranowo-radowego

c. uranowo-aktynowego.

Rodzaje zanieczyszczeń

wód powierzchniowych (2)

Kryterium podziału: źródło pochodzenia

Ścieki bytowo-gospodarcze,

Ścieki przemysłowe,

Wody opadowe:

• Wypłukujące z powietrza:

* gazy,

* pary,

* pyły,

• Wypłukujące z terenów rolniczych:

* związki organiczne,

* nawozy sztuczne,

* środki ochrony roślin

Radioaktywność pochodzenia naturalnego

Do promieniowania jonizującego pochodzenia naturalnego zalicza się:

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku reakcji jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących się w powietrzu. Do radionuklidów powstających w ten sposób należą: 3H, 7Be, 14C.

Radionuklidy naturalne powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego zaniku w

porównaniu do czasu istnienia Ziemi. Wiek Ziemi szacuje się na około 5 mld. lat. Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych:

a. torowego,

b. uranowo-radowego

c. uranowo-aktynowego.

Rodzaje zanieczyszczeń

wód powierzchniowych (3)

Kryterium podziału: wielkość

Rozpuszczalne < 1 μm

Koloidalne 1 – 100 μm

Zawiesiny > 100 μm

Radioaktywność pochodzenia naturalnego

Do promieniowania jonizującego pochodzenia naturalnego zalicza się:

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku reakcji jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących się w powietrzu. Do radionuklidów powstających w ten sposób należą: 3H, 7Be, 14C.

Radionuklidy naturalne powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego zaniku w

porównaniu do czasu istnienia Ziemi. Wiek Ziemi szacuje się na około 5 mld. lat. Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych:

a. torowego,

b. uranowo-radowego

c. uranowo-aktynowego.

Rodzaje zanieczyszczeń

wód powierzchniowych (4)

Kryterium podziału: cechy chemiczne

Organiczne

Nieorganiczne

Substancje syntetyczne

Niektóre surfaktanty

Związki cykliczne

Związki heterocykliczne

Oleje

Chlorowane węglowodory

Nitrozwiązki

Biocydy, np. środki ochrony roślin

Radioaktywność pochodzenia naturalnego

Do promieniowania jonizującego pochodzenia naturalnego zalicza się:

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku reakcji jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących się w powietrzu. Do radionuklidów powstających w ten sposób należą: 3H, 7Be, 14C.

Radionuklidy naturalne powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego zaniku w

porównaniu do czasu istnienia Ziemi. Wiek Ziemi szacuje się na około 5 mld. lat. Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych:

a. torowego,

b. uranowo-radowego

c. uranowo-aktynowego.

Rodzaje zanieczyszczeń

wód powierzchniowych (5)

Kryterium podziału: oddziaływanie na biocenozę odbiornika

Łatwo ulegające rozkładowi mikrobiologicznemu

Oporne na rozkład mikrobiologiczny

• Nieszkodliwe dla drobnoustrojów

• Szkodliwe dla drobnoustrojów

• Toksyczne dla drobnoustrojów

Radioaktywność pochodzenia naturalnego

Do promieniowania jonizującego pochodzenia naturalnego zalicza się:

a. promieniowanie kosmiczne,

b. promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku Ziemi.

Promieniowanie kosmiczne stanowią radionuklidy, które powstają w wyniku reakcji jądrowych zachodzących pomiędzy cząstkami promieniowania

kosmicznego i jądrami niektórych pierwiastków znajdujących się w powietrzu. Do radionuklidów powstających w ten sposób należą: 3H, 7Be, 14C.

Radionuklidy naturalne powstały w okresie powstawania Układu Słonecznego. Ich cechą charakterystyczną jest długi okres połowicznego zaniku w

porównaniu do czasu istnienia Ziemi. Wiek Ziemi szacuje się na około 5 mld. lat. Do grupy tej należą radionuklidy pochodne długożyjących

pierwiastków macierzystych trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych:

a. torowego,

b. uranowo-radowego

c. uranowo-aktynowego.

Klasy czystości wody w Polsce

Klasyfikacja trójstopniowa (czasami jeszcze stosowana)

Rozporządzenia Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Natu-

ralnych i Leśnictwa z dnia 5 listopada 1991 roku (Dz.U. nr 116,

poz. 503 ) wyszczególnia się trzy klasy czystości wód powierz-

chniowych i śródlądowych oraz wody pozaklasowe.

I klasa czystości to woda uznawana za zdatną do picia,

II klasa – nadaje się do hodowli zwierząt,

III klasa – znajduje zastosowanie do podlewania roślin i upraw.

Stan wód w Polsce:

• wody I klasy – 2,9 %

• wody II klasy – 20,3 %

• wody III klasy – 33,0 %

• reszta – 43,8 % - to wody uznawane za pozaklasowe.

Klasy czystości wody w Polsce

Klasyfikacja pięciostopniowa

Aktualna klasyfikacja opracowana wg Rozporządzenia Ministra

Ochrony Środowiska z dnia 11 lutego 2004 roku definiuje pięć

klas czystości wód powierzchniowych:

Klasa I

W tej klasie znajduje się woda o bardzo dobrej jakości:

wody te spełniają wymagania dla wód powierzchniowych znaj-

dujących zastosowanie w zaopatrzeniu ludności w wodę prze-

znaczoną do picia z uwzględnieniem uzdatniania sposobem

właściwym dla kategorii A1,

na podstawie wyróżników jakościowych woda tej klasy nie

wykazuje żadnych wpływów na jej stan ze strony działalności

człowieka.

Klasy czystości wody w Polsce

Klasyfikacja pięciostopniowa

Klasa II

Stan wody w tej klasie określany jest jako dobry:

woda spełnia wymagania określone dla wód przeznaczonych

do picia z uwzględnieniem uzdatniania sposobem właściwym

dla kategorii A2,

woda wykazuje niewielki wpływ czynników antropogenicznych

Klasa III

Stan wody w tej klasie uznaje się jako zadowalający:

woda spełnia wymagania wód powierzchniowych przeznacza-

nych do zaopatrzenia ludności w wodę do picia uwzględniając

wcześniejszy proces uzdatniania typowy dla kategorii A3,

wpływ czynników antropogenicznych na stan tejże wody jest

umiarkowany

Klasy czystości wody w Polsce

Klasyfikacja pięciostopniowa

Klasa IV

Stan tychże wód uznaje się jako niezadowalający:

wody tej klasy spełniają wprawdzie wymagania dla wody do

picia po wcześniejszym uzdatnianiu typowym dla kategorii A3,

jednakże biologiczne wyróżniki jakościowe wykazują zmiany

ilościowe oraz jakościowe w populacjach biologicznych pod

wpływem czynników antropogenicznych

Klasa V

Klasa ta charakteryzuje wody złej jakości:

woda ta nie spełnia wymogów stawianych wodzie przeznaczo-

nej do picia,

w efekcie oddziaływania czynników antropogenicznych nastę-

puje częściowy zanik występowania populacji biologicznych.

Woda

Równowaga fizykochemiczna w wodach naturalnych

Wody naturalne pozostają w stałym kontakcie z otaczającymi

je fazami gazową i stałą. Pomiędzy tymi fazami występuje

stan równowagi dynamicznej. Z tego tez względu w wodach

naturalnych znajdują się także rozpuszczone gazy. Głównym

ich źródłem jest powietrze atmosferyczne.

Wzajemne relacje ilościowe w układzie: powietrze – woda

opisuje prawo Henry'ego:

C

A

= k

H

.

P

A

C

A

– stężenie gazu A w wodzie,

P

A

– prężność gazu A w atmosferze,

K

H

– stała Henry’ego dla gazu A.

Woda

Skład chemiczny wód powierzchniowych jest określony przez

zachodzące w nich procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne.

Z procesów chemicznych znacznie wpływających na jakość wód

powierzchniowych najważniejsze są:

- równowaga kwasowo - zasadowa,

- proces wymiany powietrze atmosferyczne - woda,

- wytrącanie - rozpuszczanie ciał stałych,

- reakcje tworzenia kompleksów,

- reakcje utlenieniająco-redukujące

- procesy adsorpcji - desorpcji.

Samooczyszczanie

wód powierzchniowych

Samooczyszczanie wód powierzchniowych jest naturalnym

zjawiskiem usuwania zanieczyszczeń, które dostały się do

wody. Zachodzi w wyniku kompleksowego działania proce-

sów: fizycznych, fizyczno-chemicznych, chemicznych, bio-

chemicznych i biologicznych.

Etapy procesu samooczyszczania wód:

• Degradacja (redukcji),

• Biooksydacja,

• Odnowa.

Samooczyszczanie

wód powierzchniowych

Mechanizmy samooczyszczania wód

Rozcieńczanie zanieczyszczeń wodą odbiornika i mieszanie

Sedymentacja zanieczyszczeń

Adsorpcja

Wymiana substancji lotnych pomiędzy wodą i atmosferą

Wymiana substancji pomiędzy dnem i wodą

Biologiczne metody usuwania zanieczyszczeń wód

• biosorpcja

• mineralizacja,

• biokumulacja,

• immobilizacja

Samooczyszczanie

wód powierzchniowych

Czynniki określające szybkość samooczyszczania wód

Transport substancji zawieszonych w wodzie do osadów

dennych,

Reakcje zachodzące w wodzie,

Reakcje zachodzące na powierzchni cząstek,

Procesy wymiany substancji lotnych pomiędzy wodą

i atmosferą,

Przemiany osadów dennych.

Samooczyszczanie

wód powierzchniowych

Metody określania postępu samooczyszczania wód

Testy bakteriologiczne,

Testy hydrobiologiczne,

Testy fizyko-chemiczne.

Szybkość procesu samooczyszczania wód można ocenić także

na podstawie kilku równań wyprowadzonych przez

Wuhrmanna (1974).

Samooczyszczanie

wód powierzchniowych

Szybkość procesu samooczyszczania wody w rzece

Załóżmy, że na badanej rzece wybieramy dwa stanowiska

obserwacyjne w taki sposób, że na rozpatrywanym odcinku

długości rzeki nie następuje dodatkowy zrzut zanieczyszczeń.

Szybkość zmniejszenia ładunku zanieczyszczeń

na rozpatrywanym odcinku rzeki opisuje równanie:

S

m

= Q (C

p

-C

k

) [mol/s]

• Q - natężenie przepływu [m

3

/s]

• C

p

- stężenie substancji zanieczyszczającej w powyżej

górnego punktu pomiarowego [mol/m

3

]

• C

k

- stężenie substancji zanieczyszczającej w poniżej

dolnego punktu pomiarowego [mol/m

3

]

Samooczyszczanie

wód powierzchniowych

Szybkość samooczyszczania rzeki

Definicja:

Jest to zmniejszenie stężenia zanieczyszczeń na danym

odcinku rzeki w jednostce czasu, przy stałej szybkości

przepływu wody:

S

r

= dC/dt = (C

p

-C

k

)/t [mol/m

3

/s]

Interpretacja:

Wielkość S

r

określa przeciętną liczbę moli zanieczyszczeń

przypadającą na 1m

3

wody w rzece, która ulega rozkładowi

biologicznemu w czasie 1 s.

Saprobowość

To suma wszystkich procesów rozkładu materii dostarczają-

cych wolnej energii (Prag oraz Caspers i Karbe).

Wzrost saprofobowości obserwuje się w szeregu stref:

Kseno-saprobowa

Oligo-saprobowa

Beta-saprobowa

Alfa-mezo-saprobowa

Poli-saprobowa

Izo-saprobowa

Meta-saprobowa

Hiper-saprobowa

Ultra-saprobowa (nad-saprobowa)

.

Biodegradowalność

Jest to zdolność substancji organicznych do ulegania rozkłado-

wi z utworzeniem dwutlenku węgla, wody i innych nieszkodli-

wych produktów rozkładu

Określenie biodegradowalności musi być:

• oparte o definicje przyjęte w normach (standardach)

• przeprowadzone dla rozcienczeń i przy obciążeniach

symulujących sytuacje z życia codziennego.

OECD 301-D – jeden z najwyższych standardów.

Dowolny związek chemiczny może być określany terminem

biodegradowalny jeżeli jego względna biodegradowalność

określona przez BZT/ChZT jest większa niż 60% w ciągu

10-dniowej ekspozycji środowiskowej w stosunku do danych

po 28 dniach.

Cechy charakteryzujące jakość wody

W celu określenia jakości wód powierzchniowych bierze się

pod uwagę jej parametry:

sensoryczne,

fizyczne,

chemiczne,

biologiczne.

Sensoryczne cechy wody

Barwa wody

Barwa wody naturalnej jest najczęściej wywołana przez obe-

cne w niej związki humusowe o rozdrobnieniu koloidalnym.

Związki te są ługowane przez wodę z gleby.

Wody zanieczyszczone ściekami przemysłowymi mogą mieć

zabarwienie wywołane sztucznymi barwnikami.

Wody naturalne o podwyższonej barwie pochodzą najczęś-

ciej ze zlewni zalesionych bądź terenów bagnistych i torfia-

stych.

Sensoryczne cechy wody

Smak wody

Barwa wody naturalnej zależy głównie od jej temperatury,

składu, ilości i rodzaju rozpuszczonych w niej domieszek.

Rozróżnia się smak wody smak wody słony, gorzki, słodki i

kwaśny. Można również wyróżnić inne wrażenia smakowe,

które jednak określa się jako posmaki.

Specyficzny posmak atramentowy nadają wodzie duże ilości

związków żelaza i manganu. Dlatego z wody przeznaczonej

do spożycia związki te powinny być częściowo usuwane.

Sensoryczne cechy wody

Zapach wody

Zapach wody mogą powodować różne związki (najczęściej

pochodzenia organicznego) i gazy.

Zapach wody powstaje w wyniku zakwitu glonów, minerali-

zacji osadów dennych i innych procesów biochemicznych

oraz doprowadzania zanieczyszczeń.

Rozróżnia się zapach wody:

• Roślinny „R”

• Gnilny „G”

• Specyficzny „S”

Sensoryczne cechy wody

Zapach wody

Roślinny „R”

Wywołany obecnością w wodzie ciał organicznych nie będą-

cych w stanie rozkładu i nie nadających wodzie przykrych cech,

np. zapach wilgotnej ziemi, trawy, siana, mchu, torfu

Sensoryczne cechy wody

Zapach wody

Gnilny „G”

Wywołany obecnością w wodzie ciał organicznych znajdują-

cych się w stanie rozkładu gnilnego, np. zapach stęchlizny,

siarkowodoru, pleśni, fekaliów.

Sensoryczne cechy wody

Zapach wody

Zapach specyficzny „S”

Wywołany jest obecnością w wodzie substancji nieobecnych

w wodach naturalnych, np. chlor, benzen, fenol

Specyficzny zapach udziela się wodzie także w wyniku uży-

cia butelek (naczyń) lub korków (zamknięć) po piwie, winie,

wódce, mleku, oleju.

Oznaczenia zapachu, np. S (fenol)

Fizyczne cechy wody

Temperatura

Temperatura wód powierzchniowych zależy głównie od:

pory roku

głębokości zbiornika.

W Polsce latem w górnych warstwach temperatura wody

dochodzi do 25

o

C, a zimą do 0

o

C tuż pod lodem.

Fizyczne cechy wody

Mętność

Mętność wody może być wywołana obecnością drobno

zdyspergowanych zawiesin mineralnych bądź organicznych.

Mętność wód powierzchniowych zależy od:

rodzaju koryta rzeki,

rodzaju zlewni

stanu wody w rzece.

W okresie wysokich stanów wód mętność jest większa niż przy

stanach niskich.

Mętność wód powierzchniowych wynosi:

kilka lub kilkadziesiąt mg/dm

3

przy niskich stanach wód

do 10000 mg/dm

3

przy stanach wysokich i powodziach.

Chemiczne cechy wody

Chemiczne wskaźniki jakości wody

odczyn,

twardość,

zasadowość,

kwasowość,

dwutlenek węgla, CO

2

,

żelazo, Fe,

mangan, Mn.

azotany, NO

3

,

utlenialność,

chlorki, Cl,

siarczany, SO

4

,

sucha pozostałość.

Chemiczne cechy wody

Odczyn

Odczyn wody wynosi najczęściej od pH 6,5 do 8,5, lecz

spotyka się jednak bardzo miękkie wody w potokach

górskich, których odczyn wynosi 5,0 - 5,5 pH.

Chemiczne cechy wody

Twardość

Twardość ogólna = węglanowa + niewęglanowa

Twardość węglanowa wody powodowana jest przez:

węglany wapnia i magnezu,

wodorowęglany wapnia i magnezu

wodorotlenki wapnia i magnezu

Twardość niewęglanowa wody powodowana jest przez

inne związki wapnia i magnezu, głównie chlorki i siarczany

Chemiczne cechy wody

Zasadowość

Zasadowość wody - zdolność do zobojętniania silnych kwasów

w obecności określonych wskaźników.

Jest ona wywołana obecnością :

anionów wodorowęglanowych (dwuwęglanów, HCO

3

-

)

rzadziej anionów węglanowych (CO

3

2-

),

niekiedy także innych anionów

• wodorotlenowych,

• boranowych,

• fosforanowych.

Chemiczne cechy wody

Kwasowość

To zdolność wody do zobojętniania zasad mineralnych lub wę-

glanów w obecności dodawanych do wody wskaźników.

Kwasowość wód naturalnych powoduje:

wolny CO

2

,

kwasy mineralne,

kwasy organiczne,

produkty hydrolizy występujących w wodzie soli,

produkty hydrolizy soli wprowadzonych do wody.

Kwasowość ogólna nie ma istotnego znaczenia higienicznego.

Chemiczne cechy wody

Dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla występuje prawie we wszystkich rodzajach

wodach naturalnych. Pochodzi głównie z procesu przemian

biochemicznych organizmów żywych (glonów) i rozkładu

związków organicznych.

W wodach CO

2

może występować jako wolny i związany.

Wolny – rozpuszczalny w wodzie.

Związany występuje w postaci węglanów lub wodorowęglanów.

Chemiczne cechy wody

Żelazo – występuje w postaci wodorotlenku żelazowego (naj-

częściej) a w wodach z terenów bagiennych występuje w po-

staci humusanów i fosforanów.

Mangan – jego szkodliwość dla zdrowia jest zbliżona do szko-

dliwości żelaza ale pod względem gospodarczym mangan jest

bardziej szkodliwy niż żelazo.

Chlorki – są łatwo rozpuszczalne w wodzie i występują we

wszystkich wodach.

Siarczany – występują we wszystkich wodach naturalnych, są

głównie pochodzenia geologicznego, lecz również i ze ścieków

przemysłowych.

Chemiczne cechy wody

ChZT - chemiczne zapotrzebowanie tlenu oraz BZT - biochemi-

czne zapotrzebowanie tlenu - utlenianie metodą chromianową -

oba wskaźniki powinny być oznaczane przy ujmowaniu wód o

podwyższonym stopniu zanieczyszczenia.

Poziom obu wskaźników powinien być zawsze porównywalny z

utlenialnością oraz zawartością węgla organicznego, jak

również ze stężeniem związków azotowych w wodzie.

Chemiczne cechy wody

Utlenialność

Utlenialność wody - określa zdolność wody do pobierania tlenu

z nadmanganianu potasowego w określonych warunkach.

Pobrany tlen jest zużywany do utleniania zawartych w wodzie

związków organicznych i niektórych związków nieorganicznych.

Związki organiczne przy zastosowaniu KMnO

4

utleniają się

średnio w 60 - 70 %.

Chemiczne cechy wody

Związki azotowe

Azotany(III) i azotany(V) - mogą pochodzić z procesów utlenia-

nia azotu amonowego. Azotany(V) stanowią końcowy produkt

procesu rozkładu związków białkowych.

Azotany(III) i azotany(V) są istotnym wskaźnikiem oceny jakości

wody. Nadmiar azotanów(V) w wodzie może być przyczyną

methoglobinemii.

Chemiczne cechy wody

Sucha pozostałość wody

Wielkość ta jest oznaczana poprzez odparowanie 1 dm

3

wody

oraz wysuszenie w temperaturze 105

o

C. Na suchą pozostałość

wody składają się związki mineralne i organiczne:

rozpuszczone,

zawieszone,

koloidalne.

Biologiczne cechy wody

Biologiczne badanie wody

Bakterie występują we wszystkich wodach powierzchniowych.

Ilość bakterii w wodzie zależy od wielu czynników, jednak

największy wpływ na liczbę bakterii ma zanieczyszczenie wód.

Celem badań bakteriologicznych jest ustalenie stopnia bakte-

ryjnego zanieczyszczenia wody i możliwości przeniesienia

chorób zakaźnych.

Dla oceny sanitarnego stanu wód należy określić:

ogólną liczbę bakterii w 1 cm

3

wody

miano Coli - wskaźnik zanieczyszczenia wód odchodami

zwierząt ciepłokrwistych.

Uzdatnianie wody

Metody uzdatniania wody

Wody jedynie w rzadkich przypadkach mają skład pozwalający

na ich bezpośrednie wykorzystanie do picia oraz potrzeb

gospodarczych i przemysłowych.

Praktycznie wszystkie wody naturalne mogą być wykorzystane

po odpowiednim ich przygotowaniu polegającym na usunięciu

pewnych domieszek lub doprowadzeniu innych. Zadawalające

efekty oczyszczania wody można uzyskać stosując różne

układy procesów jednostkowych.

Uzdatnianie wody

Sedymentacja

Proces swobodnego opadania cząstek w cieczach, najczęściej

występuje w procesach oczyszczania wody. Cząstki znajdujące

się w wodzie opadają pod własnym ciężarem jeżeli ich gęstość

jest większa od gęstości wody. Zakładamy, że opadająca

cząstka jest okrągła w ośrodku spokojnym i w czasie opadania

nie zwiększa swej objętości i masy. Jest to tzw. cząstka

ziarnista, w odróżnieniu o kłaczkowatej.

Uzdatnianie wody

Filtracja

Proces filtracji był od dawna znany i stosowany w oczyszczaniu

wody, jednak techniczne rozwiązanie procesu filtracji znane jest

od ok. 150 lat. kiedy zbudowane zostały pierwsze filtry powolne.

Filtrację można potraktować jako przepływ wody przez szereg

bardzo drobnych kanalików łączących dwa naczynia połączone.

Zasadniczo filtr powinien zatrzymywać tylko cząstki o wymiarach

większych od średnic porów.

W procesie filtracji występują również zjawiska sedymentacji,

sorpcji, kohezji i adhezji, co sprzyja zatrzymywaniu znacznie

drobniejszych cząstek niż wynikałoby to z wymiarów ziaren

złoża filtracyjnego.

Uzdatnianie wody

Filtracja

Najczęściej spotykanym, stosowanym materiałem filtracyjnym

jest piasek kwarcowy rzeczny lub kopany. Stosuje się również

i inne materiały jak antracyt, węgiel aktywny oraz mielony

granit.

Filtrowanie stosuje się po wstępnym oczyszczaniu wody z wię-

kszych cząstek na osadnikach. Do filtrowania podaje się wodę,

w której obecność zawiesin stanowi ok. 10 - 15 %, a wielkość

cząstek poniżej 0,05 mm.

Uzdatnianie wody

Odżelazianie

Zasada odżelaziania wody sprowadza się do przeprowadzenia

żelaza (II) w żelazo(III) w postaci wodorotlenku żelazowego,

który wytrąca się z wody jako osad.

Możliwość występowania żelaza w różnej postaci i o różnym

składzie chemicznym wody narzuca konieczność żmudnego

doboru skutecznej metody odżelaziania wody dostosowanej

do konkretnego przypadku.

Uzdatnianie wody

Odżelazianie

W praktyce w celu skutecznego zmniejszenia zawartości żela-

za w uzdatnianej wodzie można stosować różne metody odżela-

ziania w zależności od jej tzw. odżelazialności wody:

napowietrzanie, a następnie filtrowanie,

alkalizowanie, napowietrzanie i filtrowanie,

alkalizacja i filtrowanie,

napowietrzanie i filtrowanie przez złoże okresowo

uaktywniane nadmanganianem potasowym,

odżelazianie wody przy stałym dodawaniu nadmanganianu

potasowego do wody dopływającej na filtr (tzw. złoże stale

uaktywniane).

Uzdatnianie wody

Odmanganianie

Proces odmanganiania wody sprowadza się do utlenienia za-

wartego w niej manganu dwuwartościowego do nierozpuszczal-

nego manganu czterowartościowego. Istnieją dwie drogi poz-

walające dna usunięcie manganu z wody:

stosowanie silnych środków utleniających,

użycie katalizatorów.

Uzdatnianie wody

Odmanganianie

Stosowanie procesu odmanganiania wody jest konieczne ze

względu, że zachodzenie reakcji jest silnie uzależnione od pH

wody i bez użycia katalizatorów lub silnych utleniaczy może

zachodzić tylko w środowisku zasadowym (powyżej pH 8,5), a

odczyn uzdatnionej wody powinien być obojętny i chodzi tu o

jego zachowanie. Jako środki utleniające stosuje się ozon lub

chlor, ale jest to bardzo drogie. Efekt odmanganiania można

poprawić przez filtrację przez złoże zawierające dwutlenek

manganu.

Uzdatnianie wody

Stabilizacja wody

Proces ten ma na celu uniknięcie zmian w wodzie w wyniku

przesyłania jej do jej użytkowników w rurociągu. Stosuje się,

aby woda przy stykaniu się z powierzchniami metalowymi,

betonowymi przez dłuższy czas nie zmieniała swego składu.

Proces stabilizacji wody przeprowadza się, aby zabezpieczyć

ją przed skutkami biologicznymi, a także przed korozją ruro-

ciągów doprowadzających wodę.

Zabezpieczenie wody przed skutkami biologicznymi przepro-

wadza się dodając do wody chlor, czyli poprzez chlorowanie.

Uzdatnianie wody

Stabilizacja wody

Jako rurociągi głównie stosuje się rury stalowe. Korozja stali

może być spowodowana przez wodę gdy zawiera tlen jak i nie

zawiera go wcale. W przypadku, gdy zawiera tlen tworzy się

warstwa węglanu wapniowego, który częściowo zabezpiecza

przed korozją.

Przyczyną korozji rurociągu jest zawartość w wodzie CO

2

,

którą zmniejsza się przez rozdeszczanie wody, czyli tzw.

napowietrzanie.

Uzdatnianie wody

Odgazowanie wody

Metody mechaniczne

Przez rozbryzgiwanie wody na drobne krople przy podwyższonej

temperaturze,

Metody termiczne

Pod zmniejszonym lub podwyższonym ciśnieniem (głównie tlen),

Metody chemiczne - związanie gazów zawartych w wodzie:

stosuje się filtrowanie wody przez stalowe wiórki,

wiąże się przez dodanie do wody siarczynu sodowego,

dwutlenku siarki lub hydrazyny.

usuwanie siarkowodoru przeprowadza się przez jego utlenienie

tlenem z powietrza lub za pomocą chloru.

Uzdatnianie wody

Zmiękczanie wody

Proces ma na celu całkowite lub częściowe usuwanie z wody

kationów Ca

2+

i Mg

2+

przez:

zamianę związków jonów nadających wodzie twardość na

trudno rozpuszczalne związki wytrącane w postaci osadu,

wymianę jonów Ca

2+

i Mg

2+

na inne kationy nie nadające

wodzie twardości.

Główne metody zmiękczania wody

termiczna - wytrąca się osad - węglan wapniowy,

strąceniowa - dekarbonizacja - za pomocą dodania wapna,

wapienno - sodowa (wapno usuwa twardość węglanową, a

soda niewęglanową).

Uzdatnianie wody

Odmineralizowanie wody

Proces usuwania soli z wody - w przypadku pełnego usunięcia

soli, a przy niepełnym nazywa się odsalaniem.

Główne metody odmineralizowania lub odsalania wód:

Metody termiczne (z wykorzystaniem energii słonecznej),

• destylacja,

• wymrażanie.

Metody elektrochemiczne

Wymiana jonowa

Odwrócona osmoza.

Uzdatnianie wody

Odkrzemianie wody

Metody odkrzemiania wody:

Wytrącanie krzemianów przez:

• dodatek wapna,

• dodatek tlenku magnezu,

Koagulacja przez:

• dodatek soli żelaza,

• dodatek soli glinu,

• wymianę jonową.

Uzdatnianie wody

Polepszanie fizycznych właściwości wody

Dodatkowe odbarwianie

W procesie koagulacji występuje również jej odbarwienie

jednakże redukcja barwy jest wystarczająca i stosuje się wtedy

filtrowanie wody przez filtry adsorpcyjne wypełnione

substancjami o dużej powierzchni sorpcyjnej, np. węglem

aktywnym, który usuwa również substancje nadające wodzie

zapach i posmak.

Uzdatnianie wody

Odwanianie i usuwanie smaku wody

Napowietrzanie

Utlenianie nadmanganianem potasu

Chlorowanie z amonizacją

Przechlorowywanie wody

Uzdatnianie wody

Odwanianie i usuwanie smaku wody

Odwanianie wody stosuje się ze względu na dużą ilość ścieków

pochodzenia nienaturalnego, np. ścieki przemysłowe i stosuje

się do tego celu różne środki utleniające oraz adsorbenty.

Napowietrzanie

Można usuwać zapach wykorzystując lotność niektórych sub-

stancji zapachowych.

Utlenianie nadmanganianem potasu

Jest stosowane do odwaniania, a zwłaszcza do usuwania

zapachu chlorofenolowego

Uzdatnianie wody

Odwanianie i usuwanie smaku wody

Chlorowanie z amonizacją

Skuteczne przy usuwaniu z wody zapachu chlorofenolowego

oraz fenolowego,

Nie usuwa zapachów biologicznych,

Nie ma szerszego zastosowania.

Przechlorowywanie wody

Zwiększona dawka chloru.

Dość efektywna metoda, wymaga jednak odchlorowywania

wody po przeprowadzeniu procesu.

Nie znalazła szerszego zastosowania ponieważ substancje de

Zmiany w środowisku wywołane

energetycznym wykorzystaniem wody

Warunki hydrologiczne

Skutki dodatnie

Wyrównanie przepływów

Zmniejszenie powodzi

Skutki ujemne

Wahania przepływów i stanów wody

Zmiany w środowisku wywołane

energetycznym wykorzystaniem wody

Kształtowanie się koryt rzek

Skutki dodatnie

Akumulacja rumowiskowa

Skutki ujemne

Sedymentacja zawiesin

Erozja dna rzeki

Abrazja brzegów rzeki

Osuwiska zboczy

Zmiany w środowisku wywołane

energetycznym wykorzystaniem wody

Warunki hydrogeologiczne przyległych terenów

Skutki dodatnie

Możliwość intensyfikacji gospodarki hodowlanej

Zwiększenie retencji gruntowej

Skutki ujemne

Podtopienia terenów i ich skutki

Zmiany w środowisku wywołane

energetycznym wykorzystaniem wody

Właściwości fizykochemiczne wody

Skutki dodatnie

Natlenienie

Adsorpcja

Mineralizacja

Fotosynteza

Skutki ujemne

Fermentacja osadów

Rozcieńczanie wód

Zanieczyszczenie wód przez awaryjne zrzuty olejów

Zmiany w środowisku wywołane

energetycznym wykorzystaniem wody

Warunki życia hydrobiologicznego

Skutki dodatnie

Rozwój biosestonu i roślinności wyższej

Rozwój hodowli ryb jeziornych

Skutki ujemne

Eutrofizacja

Zmniejszenie ilości ryb wędrownych

Napływ ryb do ujęć wody

Zmiany w środowisku wywołane

energetycznym wykorzystaniem wody

Użytkowanie terenu

Skutki dodatnie

Stworzenie nowych powierzchni wodnych

Nowe miejsca dla celów rekreacyjnych

Sporty wodne

Skutki ujemne

Zmniejszenie powierzchni gruntów rolniczych

Zagrożenie dla zabytków kultury i dóbr przyrody

Zakłócenia w krajobrazie

Zmiany w środowisku wywołane

energetycznym wykorzystaniem wody

Warunki termiczne wody i zmiany klimatyczne

Skutki dodatnie

Zmniejszenie amplitud temperatury wody i powietrza

Brak zlodzenia w dolnym odcinku rzeki

Korzystne zmiany mikroklimatu

Skutki ujemne

Wydłużenie okresu zlodzenia na zbiorniku w wyniku obniżenia

prędkości przepływu wody przez zbiornik wodny w pobliżu

elektrowni

Zatory lodowe w cofce

Zanieczyszczenie środowiska

a działalność bytowo-gospodarcza

Główne zanieczyszczenia środowiska spowodowane

bytowo-gospodarczą działalnością człowieka

(Podział według kryteriów genetycznych):

ścieki przemysłowe i komunalne

ścieki rolnicze

ścieki deszczowe i burzowe

zrzuty wód kopalnianych

zrzuty wód podgrzanych

odpady stałe (wysypiska i hałdy komunalne i przemysłowe)

emisje kominowe gazów i pyłów

ropa naftowa i jej produkty pochodne

zanieczyszczenia doraźne.

Zanieczyszczenia środowiska (1a)

Ścieki przemysłowe i komunalne

Ściek jest to woda zużyta w trakcie działalności ludzkiej

(procesy produkcyjne, działalność gospodarcza), w wyniku

czego została zanieczyszczona w sposób szkodliwy.

Szkodliwe zanieczyszczenie wód polega na wywołaniu w

nich zmian fizycznych, chemicznych, biologicznych i

innych, przez które woda nie nadaje się do wykorzystania

na potrzeby ludności oraz powoduje szkodliwe zmiany w

środowisku.

W Polsce główny problem zanieczyszczenia wód stanowią

ścieki przemysłowe – w 1982 roku 80,4% wszystkich

ścieków odprowadzonych do wód powierzchniowych.

Zanieczyszczenia środowiska (1b)

Ścieki przemysłowe

toksyczne – działają na organizm ludzki już w bardzo

małych stężeniach. Są to metale ciężkie (ołów, rtęć, arsen,

chrom, miedź, cynk i inne), które w wodzie pod wpływem

flory bakteryjnej zostają utoksycznione oraz fenole, będące

produktem odpadowym rafinerii ropy naftowej, wytwórni

tworzyw sztucznych oraz włókna syntetycznego;

nieorganiczne – są to substancje utleniające (chlor, brom,

jod), substancje redukujące (siarkowodór, siarczki, siarcza-

ny(VI)), kwasy zasady i sole metali ciężkich oraz tłuszcze;

organiczne – będące mieszaniną różnych związków organi-

cznych, które w wodach powierzchniowych stają się niebez-

pieczne ze względu na duże zużywanie tlenu. Pochodzą one

najczęściej z zakładów przemysłu spożywczego;

organiczno-mineralne – związane z przemysłem garbar-

skim, celulozowo-papierniczym, itp.

Zanieczyszczenia środowiska (1c)

Ścieki komunalne

Zawierają zanieczyszczenia związane z bytowo-gospodarczą

działalnością człowieka (gospodarstwa domowe, obiekty

użyteczności publicznej).

Ścieki te zawierają: odpady kuchenne, papier, środki piorące

oraz fekalia. Występuje w nich duża ilość bakterii i dlatego

stanowią zagrożenie typu zdrowotnego. Specyficzne zagroże-

nie w tych ściekach stanowią także trudno rozkładalne deter-

genty, wpływające na środowisko życia w wodzie z uwagi na

ich aktywność powierzchniową.

Zanieczyszczenia środowiska (1d)

Ścieki komunalne

Ścieki komunalne są wprowadzane do miejskiej sieci kana-

lizacyjnej. Ścieki przemysłowe prawie zawsze są traktowane

osobno nie obciążając miejskich układów kanalizacyjnych,

bowiem ścieki przemysłowe nie mogą zmieniać charakteru

ścieków komunalnych w sposób utrudniający ich oczyszcze-

nie. Ścieki przed zrzuceniem do wód powierzchniowych

powinny być poddane procesowi oczyszczania.

Zanieczyszczenia środowiska (1e)

Ścieki rolnicze

Najbardziej niebezpieczne dla zdrowia człowieka są związki

azotowe, które dostają się do wód ze spływu wód glebowych

zanieczyszczonych przez nadmierne stosowane nawozy

azotowe. Azotany ulegają przemianie w przewodzie pokar-

mowym w azotyny, które przyczyniają się do powstawania

chorób nowotworowych.

Zanieczyszczenia tego rodzaju stwierdzono przede wszystkim

w wodach podziemnych. Innym źródłem są również nieszczel-

ne zbiorniki na nawozy i gnojówkę.

Zanieczyszczenia środowiska (1f)

Ścieki rolnicze

Ilość substancji chemicznych emitowanych z pól uprawnych,

które przedostających się do wody zależy od wielu czynni-

ków takich jak:

• topologia terenu,

• przepuszczalność gleby,

• właściwości nawozów,

• właściwości pestycydów itp.

Charakter tych wszystkich procesów nie jest do końca poz-

nany, stwarza to więc wielkie trudności w ocenie ilości i roz-

przestrzeniania się zanieczyszczeń w wodach – dużo więk-

sze niż w przypadku ścieków komunalnych i przemysłowych.

Zanieczyszczenia środowiska (1g)

Ścieki deszczowe i burzowe

W obecnym stadium zanieczyszczenia nieomal całej powie-

rzchni terenu, ścieki deszczowe i burzowe są nośnikiem

substancji zanieczyszczających o dużym stężeniu.

Ścieki deszczowe i burzowe dzieli się na:

• miejskie,

• przemysłowe,

• rolnicze.

Ilość zanieczyszczeń w tych ściekach zależy od:

• stopnia zanieczyszczenia atmosfery;

• charakteru i rodzaju zagospodarowania terenu;

• natężenia i czasu trwania opadu.

Zanieczyszczenia środowiska (1h)

Ścieki deszczowe i burzowe

Wody opadowe zawierają szereg trudnych do usunięcia sub-

stancji, dlatego ostatnio wprowadzono zbiorniki retencyjne do

współdziałania z systemem odprowadzania do sieci kanaliza-

cyjnej. Osady w zbiornikach retencyjnych wykazują obecność

następujących zanieczyszczeń:

pochodzących z atmosfery (pestycydy, związki siarki i inne);

odchody zwierzęce;

oleje, smary, paliwo samochodowe i produkty ścierania opon;

zmiotki uliczne i części roślin;

części mineralne wymywane z powierzchni ziemi, produkty

ścierania nawierzchni ulic;

środki do zwalczania gołoledzi i resztki nawozów mineralnych.

Zanieczyszczenia środowiska (2a)

Zrzuty wód kopalnianych

Wody kopalniane stanowią duży problem w Polsce, zwła-

szcza na Śląsku. Wody te są silnie zasolone, zawierają m.in.

domieszki ilasto-węglowe, skażone chemicznie i często

bakteriologicznie. Tylko 10% przepompowanej wody przez

kopalnictwo wykazuje mineralizację poniżej 500mg/l.

Kopalnie odprowadzają również wody dołowe z zawartością

metali ciężkich. Samo kopalnictwo miedziowe w Polsce

oddaje ok. 70.000 m

3

na dobę tych wód.

Zanieczyszczenia środowiska (2b)

Zrzuty wód chłodniczych (podgrzanych)

Zrzuty wód podgrzanych powodują zmiany temperatury

wody, pociągające za sobą zmniejszenie w niej ilości tlenu,

a także przyspieszenie rozkładu materii organicznej.

Podniesiona temperatura wody sprzyja bujnemu rozwojowi

glonów, niszcząc organizmy roślinne wyżej zorganizowane

i zwierzęce. Zaznacza się rozwój bakterii i wirusów

nierzadko chorobotwórczych.

Zrzuty wód podgrzanych pochodzą głównie z elektrowni.

W 2006 roku na terenie Polski odprowadzono do rzek

7597,5 mln m

3

wód podgrzanych. Wytworzenie 1 kW ener-

gii powoduje odprowadzenie ok. 2 litrów wody podgrzanej.

Zanieczyszczenia środowiska (3a)

Odpady stałe: wysypiska, hałdy komunalne i przemysłowe

Nasilające się ostatnio zanieczyszczenie wód podziemnych,

które powinny stanowić bazę zaopatrzeniową ludności,

skierowało uwagę specjalistów na problem wymywania

substancji zanieczyszczających z różnych wysypisk odpadów

i nieczystości stałych z gospodarstw domowych jak również z

hałd komunalnych i przemysłowych.

Dla projektowania składowisk przewidywanie stopnia

zanieczyszczenia jest bardzo istotnym zagadnieniem.

Zanieczyszczenia środowiska (3b)

Odpady stałe: wysypiska, hałdy komunalne i przemysłowe

Zagrożenie jakości wód podziemnych wiąże się z ogromną

objętością składowisk popiołu i żużlu, substancji silnie

zanieczyszczających. Wpływ tych składowisk na wody

podziemne wyraża się podwyższoną mineralizacją, wysokim

pH, zwiększoną zawartością chlorków i siarczanów.

Osobny problem stanowią nagromadzające się składowiska

śmieci i różnych odpadów komunalnych i przemysłowych w

obrębie lub obok aglomeracji miejskich. Składowiska te są

bardzo zróżnicowane pod wzg. substancji

zanieczyszczających.

Zanieczyszczenia środowiska (4)

Emisje kominowe gazów i pyłów

Emisje kominowe gazów i pyłów powodują przede wszy-

stkim zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego. Część

z nich jednak opada na powierzchnię terenu i wód zwięk-

szając znacznie stężenie niektórych związków w wodach

powierzchniowych.

Są to głównie związki siarki i azotu oraz fosforu, sodu,

potasu i magnezu, węglowodory oraz sole metali ciężkich.

Zanieczyszczenia środowiska (5)

Ropa naftowa i produkty ropopochodne

Ropa naftowa jest toksyczna zarówno dla człowieka, jak i dla

wszystkich organizmów żywych. Stwierdzono nawet, że od-

ległe skutki działania nawet niskich stężeń mogą być bardziej

szkodliwe niż skutki natychmiastowe.

Źródłem zanieczyszczenia jest niewłaściwe magazynowanie

ropy oraz wycieki z rurociągów. Produktem odpadowym z ra-

finerii są fenole, powodujące przy stężeniu 6mg/l masowe

śnięcie ryb.

Zanieczyszczenie ropą naftową jest skażeniem bardzo groź-

nym zarówno dla wód powierzchniowych i podziemnych.

Każdy litr benzyny zanieczyszcza 10.000 m

3

wody, czyli ilość

wystarczającą dla dziennego zaopatrzenia w wodę około

20.000 osób przy zużyciu 500 l/dobę.

Zanieczyszczenia środowiska (6)

Zanieczyszczenia doraźne

Zanieczyszczenia doraźne wynikają z braku uświadomienia

społecznego co do szkodliwości tego typu działań. Są to np.

mycie samochodów w jeziorach i rzekach, wrzucanie do nich

różnych śmieci, resztek, wylewanie substancji chemicznych i

olejów. Zanieczyszczenia te działają niezwykle niszcząco.

Technologia a ochrona środowiska

Rodzaje procesów technologicznych

Technologia prosta

Technologia z recyklingiem

Technologia z utylizacją

Technologia małoodpadowa

Technologia bezodpadowa