PRZEGLĄD ŚRODOWISK ZAGROŻENIA : POWIETRZE, WODA, GLEBA
charakterystyka środowiska
źródła zanieczyszczeń
skutki zanieczyszczeń
możliwości wyjścia z kryzysu
Współczesne problemy ochrony środowiska rozpatrywane są w wielu płaszczyznach. Nadal aktualny pozostaje i powinien się rozwijać ruch konserwatorski wyrażający się
w utrzymywaniu, a nawet powiększaniu powierzchni terenów chronionych (parków, rezerwatów) oraz dążący do zapewnienia ochrony gatunkowej. Wiadomo jednak, że ta cenna działalność nie wystarcza dla utrzymania równowagi w biosferze. Człowiek musi objąć ochroną nie tylko wybrane skrawki Ziemi, lecz całe środowisko, innymi słowy- powinien całokształt swoich działań ujmować z punktu widzenia racjonalnej gospodarki zasobami przyrody. Do działań mających na celu ochronę środowiska człowieka włączyć się powinni prawnicy, technicy, ekonomiści.
1.Zanieczyszczenie powietrza
Powietrze jest mieszaniną gazów, których głównym składnikiem jest azot (4/5 składu)
i tlen (1/5 składu) oraz inne gazy występujące w małych ilościach. Każdy z gazów
w powietrzu pełni ważną rolę i umożliwia trwanie życia. Proporcja tych gazów nie może się zmieniać, bo przykładowo - spadek zawartości tlenu w powietrzu utrudniłby oddychanie. Zmiana proporcji gazów mogłaby również spowodować przenikanie szkodliwego promieniowania słonecznego do atmosfery. Niestety, ta równowaga może być zachwiana przez człowieka, który pozwala na emitowanie chemikaliów i gazów, czy to z fabryk, czy
z samochodów. Z entuzjazmem witano kiedyś pierwsze fabryki będące symbolem epoki przemysłu, a dziś kominy chmurami nie budzą już zachwytów, wręcz przeciwnie. Wysokie kominy wypuszczają trujące gazy wysoko do atmosfery, aby nie zanieczyszczały najbliższej okolicy. Jednak zanieczyszczenia nie znikają, a wiatry przenoszą je na duże odległości. Do najbardziej rozpowszechnionych zanieczyszczeń emitowanych w tysiącach ton rocznie
i nieodłącznie towarzyszących współczesnej cywilizacji należą: dwutlenek siarki, związki fluoru, tlenku węgla, a także dym tytoniowy. Głównym źródłem zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego dwutlenkiem siarki jest spalanie węgla zawierającego siarkę, a także ropy naftowej. Dwutlenek siarki pochodzi więc głównie z przemysłu opartego na energetyce węglowej z elektrociepłowni, koksowni, kotłowni, palenisk domowych. Duże źródła emisji posiadają zwykle wysokie kominy i w związku z tym dwutlenek siarki rozprzestrzenia się na rozległe tereny stając się przyczyną obumierania lasów Europy, a w rolnictwie zmniejszania plonów. W Polsce aż 2/3 lasów znajduje się pod wpływem szkodliwych emisji przemysłowych. Kolejne źródło emisji toksycznych związków to huty szkła, huty aluminium, stali, fabryki nawozów fosforowych, cegielnie.
Najbardziej chyba jednak rozpowszechnionym gazem trującym w przyrodzie, zanieczyszczającym środowisko we współczesnym świecie o intensywnym wykorzystaniu energii jest tlenek węgla. Głównym jego źródłem jest niepełne spalanie paliw kopalnych szczególnie węgla oraz palenie papierosów. Dym papierosowy jest jednym z głównych zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniach, a szkodzi nie tylko palącemu, ale i osobom, które znajdują się w pobliżu. O ile zanieczyszczenia gazowe są bardzo groźne dla człowieka
i innych organizmów żywych, bo dostając się do ich wnętrz „od środka” niszczą lub osłabiają strukturę tkanek, to zanieczyszczenia pyłowe chociaż bardzo uciążliwe są mniej groźne. Pod warunkiem jednak, że nie zawierają metali ciężkich takich jak kadm, rtęć, ołów
i pierwiastków promieniotwórczych. W naszym kraju ciągle rośnie emisja gazów, ale cieszy fakt, że zmniejsza się emisja pyłów. Wskaźnik redukcji pyłowych zanieczyszczeń atmosfery osiągnął dość wysoki poziom - 94%. Dodać jeszcze trzeba, że około 50% zanieczyszczeń powietrza związkami siarki pochodzi z krajów ościennych oraz z całej Europy. Oczywiście także zanieczyszczenia pochodzące z polskich zakładów przemysłowych przedostają się poza granice kraju. Wynika stąd konieczność wspólnych działań krajów europejskich w dziedzinie ochrony atmosfery. Truizmem byłoby mówić, że rozwiązanie tego problemu wymaga zaprzestania emisji przemysłowych i zamknięcia trujących zakładów. Cóż więc pozostaje? Musimy zredukować emisję trujących gazów do atmosfery. Aby to uczynić musimy albo drastycznie zmniejszyć zużycie energii albo zacząć wykorzystywać paliwa alternatywne. Trwają też poszukiwania i opracowywania tzw. technologii czystych, które zapobiegają powstawaniu produktów ubocznych przedostających się do środowiska. Również małe przedsiębiorstwa muszą uczestniczyć w rozwiązywaniu problemu zanieczyszczeń, ponieważ stanowią poważne ich źródło. Zanieczyszczone powietrze w miastach przemysłowych jest częścią ceny, jaką trzeba płacić za komfort życia. Powodem tego są nie tylko zakłady emitujące szkodliwe gazy i pyły, ale także samochody.
Samochód stał się przyczyną wielu nieszczęść: począwszy od ciężkich wypadków
i zanieczyszczenia powietrza poprzez hałas ido utraty dużych areałów uprawianej ziemi. Źródłem zanieczyszczeń emitowanych przez pojazdy jest niecałkowite spalanie. Regulacja dopływu paliwa i dostatecznie duży dopływ powietrza zmniejszają toksyczność spalin.
Oprócz ołowiu i spalin pojazdy produkują również ozon. Gaz ten jest w górnych warstwach atmosfery jest cenny dla Ziemi, natomiast ten przy gruncie przeciwnie - drażni płuca przy oddychaniu i powoduje inne dolegliwości. Niszczący ozon powoduje, że na drzewie pojawiają się gałęzie z niepełnym ulistnieniem. Ozon więc osłabia drzewostany
i powoduje ich obumieranie, jest też głównym składnikiem fotochemicznego smogu.
Określenie „smog” powstało z angielskich słów smoke, czyli dym i fog, czyli mgła. Oznacza mieszaninę lotnych zanieczyszczeń z naturalnie tworzącą się mgłą. Inny rodzaj smogu jest spowodowany przez zanieczyszczenie powietrza spalinami samochodowymi
i innymi dymami. Pod wpływem światła słonecznego zmieniają się one w białą mgłę, która wisi nad miastami. Warstwa zanieczyszczających powietrze gazów zaczyna tworzyć się zwykle już rano. Z tego powodu zaczęto naciskać na producentów samochodów aby rozwijali nowe technologie ograniczające ilość emitowanych spalin. W roku 1975 w Kalifornii zaczęto produkować samochody wyposażone w katalizatory. Katalizator pobudza szereg reakcji chemicznych, w wyniku których zmniejsza się zawartość substancji toksycznych w spalinach.
Ponadto konstruktorzy pracują nad, tzw. „czystym samochodem” - całkowicie bez emisji spalin.
Kolejny problem stanowi coś, czego nie kojarzymy z zanieczyszczeniem powietrza, a jednak nim jest - to hałas. Powietrze przenosi fale dźwiękowe. Bez powietrza nie można by słuchać muzyki, nie słyszelibyśmy ani słowa. Zanieczyszczenie hałasem to wypuszczenie
w powietrze dźwięków, których nie zna natura. Wystarczy wyjść na ulicę: trąbienie, szum aut, huk samolotów, ryk motocykli. Współczesna cywilizacja wkroczyła nawet do naszych domów: radio, telewizor, miksery, odkurzacze. Hałaśliwe urządzenia powinny być zastępowane mniej hałaśliwymi lub izolowane ochronnymi strefami.
Nad nami w wysokości 20-35 km rozciąga się warstwa ozonu, którą chemicy nazwali trójatomowym tlenkiem. Ona pozwala nam wszystkim żyć, pochłania bowiem promieniowanie nadfioletowe Słońca, jest naturalną barierą dla niego. Nie pozwala mu tym samym dotrzeć do Ziemi i dać się we znaki wszystkiemu, co żyje.
Źródła zanieczyszczeń
źródła naturalne, do których należą:
wulkany (ok. 450 czynnych), z których wydobywają się m.in. popioły wulkaniczne i gazy (CO2 , SO2, H2S);
pożary lasów, sawann i stepów (emisja CO2 , CO i pyłu);
bagna wydzielające m.in. CH4, CO2 , H2 S, NH3;
gleby i skały ulegające erozji, burze piaskowe (globalnie do 700 mln.t pyłów/rok);
tereny zielone, z których pochodzą pyłki roślinne
źródła antropogeniczne (powstające w wyniku działalności człowieka) można podzielić:
energetyczne - spalanie paliw;
przemysłowe - procesy technologiczne w zakładach chemicznych, rafineriach, hutach, kopalniach i cementowniach;
komunikacyjne - głównie transport samochodowy, ale także kołowy, wodny i lotniczy;
komunalne - gospodarstwa domowe oraz gromadzenie i utylizacja odpadów i ścieków (np. wysypiska, oczyszczalnie ścieków).
Oczyszczanie powietrza
Uprzemysłowiony świat poczynił pewne kroki w celu oczyszczenia powietrza. Wiele państw zażądało, by elektrownie wyposażono w instalacje odsiarczania spalin, usuwające
z wydostających się na zewnątrz gazów dwutlenek siarki.
Większość nowo wyprodukowanych samochodów przeznaczona jest do jazdy na benzynie bezołowiowej. W samochodach można ponadto zainstalować specjalne katalizatory, zmniejszające zawartość w spalinach tlenków ołowiu i innych zanieczyszczeń.
2. Zanieczyszczenia wód
Zanieczyszczenie wód jest spowodowane głównie substancjami chemicznymi, bakteriami i innymi mikroorganizmami, obecnymi w wodach naturalnych w zwiększonej ilości. Substancje chemiczne organiczne i nieorganiczne (mineralne) występują w postaci roztworów, roztworów koloidalnych i zawiesin. Skład chemiczny zanieczyszczeń jest kształtowany czynnikami naturalnymi, np. rozkładaniem substancji z gleb i skał, rozwojem
i obumieraniem organizmów wodnych oraz czynnikami antropogenicznymi. Do najczęściej występujących antropogenicznych zanieczyszczeń wód powierzchniowych należą pestycydy, substancje powierzchniowo czynne, węglowodory ropopochodne, fenole, chlorowe pochodne bifenylu oraz metale ciężkie: ołów (Pb), miedź (Cu), chrom (Cr), kadm (Cd), rtęć (Hg) i cynk (Zn), a także wody podgrzane (zanieczyszczenie termiczne), które są szczególnie niebezpieczne dla wód powierzchniowych o małym przepływie lub wód stojących. Większość antropogenicznych zanieczyszczeń wód działa toksycznie na organizmy wodne.
Dlaczego woda jest zanieczyszczona?
Najwięcej zanieczyszczeń trafia do wód razem ze ściekami. Innymi źródłami zanieczyszczeń wód są transport wodny i lądowy, stosowanie pestycydów i nawozów sztucznych oraz odpady komunalne i przemysłowe. Wody ulegają zanieczyszczeniu także
w wyniku eutrofizacji (Eutrofizacja - proces wzbogacania zbiorników wodnych w substancje pokarmowe). Obieg wody w przyrodzie został zakłócony przez człowieka - wycinanie lasów, monokulturę rolnictwa, niewłaściwe i nadmierne zabiegi rolnicze, urbanizację.
Podział zanieczyszczeń
Ze względu na pochodzenie:
naturalne - takie, które pochodzą z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych - np. zasolenie, zanieczyszczenie związkami żelaza;
sztuczne - inaczej antropogeniczne, czyli związane z działalnością człowieka - np. pochodzące ze ścieków, spływy z terenów rolniczych, składowisk odpadów komunalnych. Zanieczyszczenia sztuczne także możemy podzielić na grupę biologicznych (bakterie, wirusy, grzyby, glony) oraz chemicznych (oleje, benzyna, smary, ropa, nawozy sztuczne, pestycydy, kwasy, zasady).
Ze względu na stopień szkodliwości:
bezpośrednio szkodliwe - fenole (gazownie, koksownie) kwasy cyjanowodorowy (gazownie), kwas siarkowy i siarczany, kwaśny deszcz (fabryki nawozów sztucznych, celulozownie, fabryki włókien sztucznych),
pośrednio szkodliwe - takie, które prowadzą do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie poniżej poziomu niezbędnego do utrzymania przy życiu organizmów wodnych.
Wg kryterium trwałości zanieczyszczeń
rozkładalne - zawierające substancje organiczne, potencjalnie trujące, lecz podlegające przemianom chemicznym do prostych związków nieorganicznych przy udziale bakterii (ścieki domowe)
nierozkładalne - zawierające substancje nie ulegające większym przemianom chemicznym i nie atakowane przez drobnoustroje (sole metale ciężkich)
trwałe - zawierające substancje ulegające rozkładowi biologicznemu w niewielkim stopniu i pozostające w środowisku w niezmiennej formie przez długi okres czasu (pestycydy, fenole, produkty destylacji ropy naftowej)
Ze względu na źródło
źródła punktowe - ścieki odprowadzane w zorganizowany sposób systemami kanalizacyjnymi, pochodzące głównie z zakładów przemysłowych i z aglomeracji miejskich,
zanieczyszczenia powierzchniowe lub obszarowe - zanieczyszczenia spłukiwane opadami atmosferycznymi z terenów zurbanizowanych nieposiadających systemów kanalizacyjnych oraz z obszarów rolnych i leśnych,
zanieczyszczenia ze źródeł liniowych lub pasmowych - zanieczyszczenia pochodzenia komunikacyjnego, wytwarzane przez środki transportu i spłukiwane
z powierzchni dróg lub torfowisk oraz pochodzące z rurociągów, gazociągów, kanałów ściekowych, osadowych.
WSKAŹNIKI JAKOŚCI WÓD
Wskaźniki jakości wody służą do określania przydatności wody do określonych celów.
O możliwości użycia wody do zaspokojenia różnorodnych potrzeb decydują rodzaj i ilość zawartych w niej substancji. Podstawowymi grupami wskaźników, stanowiącymi
o przydatności wody są:
a) wskaźniki fizyczne - temperatura, barwa, zapach, mętność, smak;
b) wskaźniki chemiczne - odczyn pH, utlenialność, BZT5 - biochemiczne 5-cio dobowe zużycie tlenu, ChZT - chemiczne zużycie tlenu, twardość (ogólna, węglanowa, niewęglanowa, przemijająca), zasadowość oraz zawartości: związków azotu, chlorków, siarczanów, żelaza, manganu, fluoru, gazów rozpuszczonych w wodzie, pierwiastków śladowych, substancji trujących oraz sucha pozostałość i strata po prażeniu,
c) wskaźniki biologiczne - zawartość bakterii w objętości próbki wody.
Wody naturalne prawie zawsze zawierają mikroorganizmy, są nimi zanieczyszczone szczególnie otwarte zbiorniki wodne, do których spływają wody deszczowe oraz do których odprowadzane są ścieki. Intensywność rozwoju bakterii w wodzie uzależniona jest od warunków termicznych, warunków świetlnych, stopnia natlenienia i obfitości substancji pokarmowych. Charakterystykę biologiczną wody wyraża się mianem coli, która określa najmniejszą objętość wody (wyrażoną w cm3), w której znaleziono jedną bakterię pałeczki okrężnicy (Bacterium coli) - bakterię typową dla środowiska jelita grubego w przewodzie pokarmowym człowieka.
Podsumowując, główne zanieczyszczenia chemiczne wód i ich źródła to:
Detergenty - syntetyczne substancje czyszczące, zawierające składnik organiczny, obniżający napięcie powierzchniowe, dzięki czemu następuje osłabienie sił wiążących cząstki brudu z podłożem. Stanowią główny składnik środków piorących, myjących, zwilżających. Są bardzo trwałe i nie ulegają biodegradacji (rozkładowi pod wpływem mikroorganizmów). Detergenty wpływają hamująco na procesy samooczyszczania się wody i działają toksycznie na organizmy żywe.
Pestycydy - środki ochrony roślin, owadobójcze - do zbiorników wodnych dostają się w wyniku spłukiwania z opylonych lub opryskanych uprzednio roślin, wymywania z gleby oraz spływania wraz ze ściekami zakładów produkujących te związki. Powodują pogarszanie stanu sanitarnego wód podziemnych, działają toksycznie, naruszają procesy samooczyszczania się wód, przyczyniają się do zjawiska eutrofizacji wód. Mają długi czas rozpadu i zdolność kumulowania w środowisku.
Fenole to związki aromatyczne, jedne z najbardziej uciążliwych dla otoczenia. Dostają sie do wód wraz ze ściekami komunalnymi i przemysłowymi (z rafinerii, wytwórni tworzyw sztucznych, koksowni, przetwórstwa drzewnego i włókna syntetycznego). Woda zanieczyszczona fenolami ma odrażający smak, a ryby w niej żyjące nie nadają się do spożycia. Są to substancje toksyczne i wywołujące oparzenia skóry.
Węglowodory aromatyczne - do wód powierzchniowych dostają się ze ściekami
z koksowni, z gazami i rozpuszczalnikami. Pochodzą głównie z przemysłu, motoryzacji i spalania węgla. Są słabo rozpuszczalne w wodzie, kumulują się w osadach dennych oraz tkance tłuszczowej zwierząt wodnych. Są rakotwórcze.
Metale ciężkie - dostają się do wód wraz ze ściekami przemysłowymi, z odpadami, ze spływami z pól, z hałd hutniczych. Mają zdolność kumulowania się w osadach dennych. Są toksyczne dla organizmów również dla człowieka, mogą powodować trwałe i nieodwracalne uszkodzenia różnych narządów, np. nerek, mózgu, rdzenia kręgowego.
Radioizotopy - ich źródłem są: wybuchy bomb atomowych i wodorowych, reaktory jądrowe, kopalnie oraz zakłady posługujące się substancjami promieniotwórczymi.
Mikroorganizmy - przede wszystkim bakterie chorobotwórcze i wirusy przedostające się do wód ze ścieków komunalnych, a także przemysłu, np. skórzanego
3. Zanieczyszczenia gleby
Gleba to powierzchniowa warstwa skorupy ziemskiej, powstałą w wyniku wietrzenia skał pod wpływem czynników abiotycznych, a także dzięki działalności glebotwórczej świata organicznego. Gleba jest również środowiskiem życia dla wielu organizmów, magazynem,
z którego czerpią potrzebne do życia składniki i wytworem ich działalności życiowej.
Na skutek przechodzenia ciężkich maszyn, ugniatających glebę, zmniejsza się ilość powietrza glebowego potrzebnego dla mikroorganizmów i do oddychania korzeni. Ostatnio następuje coraz większa intensyfikacja rolnictwa poprzez mechanizację, która prowadzi w rezultacie do niekorzystnych zmian fizyko-chemicznych. Oprócz wymienionych wyżej należy tu wspomnieć o zmianie pojemności kapilarnej gleby, wywiewaniu i wymywaniu z próchnicy glebowej cząstek koloidalnych, zanieczyszczaniu środowiska ołowiem z benzyny i innych paliw ropopochodnych. Zaburzenia w środowisku glebowym i agroekosystemach powodują również niewłaściwie przeprowadzane melioracje, a w szczególności nadmierne osuszanie terenów. Okazuje się, że proces melioracji jest często źle rozumiany, bo nie odwadnianie,
a regulowanie stosunków wodnych w glebie.
Współczesne rolnictwo prowadzi do maksymalnego nastawienia się na zysk bez liczenia się
z zasadami ekologii, funkcjonowaniem ekosystemów i z przyszłością przyrody. Tragiczną
i potencjalnie nie do naprawienia współczesną praktykę człowieka stanowi zmasowane użycie pewnych pestycydów. Pestycydy to duża grupa środków chemicznych, które służą do zwalczania chorób roślin, usuwania i niszczenia chwastów, a także do zwalczania pasożytów ludzi, zwierząt, roślin. Środki zbędne do likwidacji masowej szkodników, na przestrzeni objętej monokulturą, nie powinny być stosowane w przypadku biocenoz złożonych.
Zmuszamy glebę do maksymalnej wydajności za pomocą nawozów, zwłaszcza sztucznych. Obszary ziemi uprawnej z każdym rokiem się kurczą, gdyż pustynie i wszelkiego rodzaju nieużytki są ciągle nie wykorzystywane.
Kolejny problem związany z degradacją gleby stanowi składowanie odpadów. Obecnie ogólna powierzchnia wysypisk i składowisk odpadów wynosi w kraju ponad 12 tys. Hektarów, przy wyraźnej tendencji wzrostowej. Przeciętny Polak produkuje rocznie około 200 kg śmieci. Prawie 700 wysypisk „legalnych” i około 20 tysięcy różnej wielkości „dzikich” jest już przepełnione, a na tworzenie nowych często nie zgadzają się władze lokalne.
Konieczna jest więc edukacja ekologiczna i muszą się znaleźć na ten cel pieniądze
w budżecie. Emisja pyłów trujących z zakładów produkcyjnych powoduje w ich sąsiedztwie wiele szkodliwych zmian w strukturze i właściwościach chemicznych gleb. Dwutlenek siarki wydalany do atmosfery po uwodnieniu i utlenieniu wraca z odpadami na ziemię w postaci kwasu siarkowego powodując zakwaszenie gleby. Na terenach pozostających w zasięgu przemysłowej emisji związków azotu następuje przeazotowanie siedlisk glebowych, co przejawia się w szkodliwym podwyższeniu zawartości azotanów w produktach roślinnych. Bardzo duże zagrożenie dla środowiska stanowią emisje z hut miedzi, cynku i ołowiu, powodując zanieczyszczenie atmosfery , a przez to i gleby popiołem lotnym, pyłami metali ciężkich oraz gazami zawierającymi również związki siarki.
Podsumowując stwierdzić należy, że ogromne znaczenie dla ochrony gleb ma kompleksowe traktowanie spraw związanych z organizacją przemysłu, gospodarką rolną i leśną. Trzeba więc dołożyć wszelkich starań, aby ponownie osiągnąć stan równowagi wszędzie tam, gdzie został on naruszony przez ludzi nieświadomych istnienia i znaczenia takich stanów.
Literatura:
Borzyszkowska- Czechowska L., Edukacja ekologiczna dzieci i młodzieży w wieku przedszkolnym i wczesnoszkolnym, Słupsk 1996
Erik P. Eckholm, Człowiek i środowisko. Ekologiczne przesłanki dobrobytu i zdrowia, Warszawa 1980
Pyłka-Gutowska E: Ekologia z ochroną środowiska. Przewodnik. Oświata, Marzec 2004.
Świat wiedzy, Planeta Ziemia
7