Podstawy inżynierii i ochrony

środowiska

WYKŁAD 1

1. Środowisko- ogół elementów przyrodniczych, także przekształconych w tym także

przekształconych w wyniku działalności człowieka
a) elementy:



kopaliny



gleby



wody



powietrze



fauna i flora



krajobraz oraz klimat

b) sfery środowiska:



litosfera (skały)



hydrosfera (woda)



pedosfera (gleba)



atmosfera (powietrze)



biosfera (organizmy żywe)



antroposfera (społeczeństwo)

c) ochrona środowiska- redukowanie lub zupełne eliminowanie zagrożeń, jakie mogą

negatywnie wpłynąć na środowisko
(niedopuszczanie do niepożądanych zmian wywołanych zanieczyszczeniem, degradacją
lub przekształceniem zasobów naturalnych)

2. Zasoby naturalne początkowo rozumiane jako surowce (drewno, woda, kopaliny, produkty

rolnicze), później objęto także powietrze, różnorodność biologiczną, przestrzeń geograficzną



bogactwo naturalne (minerały, gleby, wody, powietrze, florę i faunę)



siły przyrody (grawitację)



walory środowiska decydujące o jakości życia (mikroklimat, krajobraz)
a) klasyfikacja zasobów środowiska:

 charakter procesów:



biotyczne



abiotyczne

 miejsce występowania:



atmosfera



hydrosfera



biosfera



pedosfera



litosfera



kosmos

 ruchliwość:



labilne



stabilne

 dostępność i opłacalność użytkowania (bardzo lub trudno dostępne):



rezerwa bieżąca



rezerwa potencjalna



zapas surowcowy (nie są dostępne)

 stopień rozpoznania:



zidentyfikowane



wymierzone



rozpoznawane



nieodkryte



hipotetyczne



spekulatywne

 odnawialność:



odnawialne



nieodnawialne

 cykl produkcji:



geologiczny



sekularny wielo lub kilkuletni



roczny



sezonowy



krótkookresowy



podlegający recyklingowi



niepodlegający recyklingowi

 obfitość zasobów w stosunku do potrzeb:



wolne



ograniczone

3. Zanieczyszczenia- emisja, która jest szkodliwa dla zdrowia ludzi lub stanu środowiska,

powodujące szkodę w dobrach materialnych, pogorsza walory estetyczne środowiska, lub
koliduje z innymi, uzasadnionymi sposobami korzystania ze środowiska

4. Emisja- wprowadzenie do powietrza, wody, gleby lub ziemi substancji lub energię, takie jak:

ciepło, hałas, wibracje lub pola magnetyczne
również organizmy żywe (np.: bakteria E. coli w wodach powierzchniowych lub gatunki
inwazyjne), mogą być traktowane jako zanieczyszczenia, gdy negatywnie wpływają na
środowisko

5. Skażenie- substancje wyprodukowane przez człowieka, która przerywa jeden lub więcej

cyklów biochemicznych cykli pierwiastków

6. Zanieczyszczenia:

o naturalne- emisja zanieczyszczeń nie jest związana z działalnością człowieka (np.:

wybuchy wulkanów)

o antropogeniczne:

 pierwotne- substancje, które oddziałują na środowisko w postaci, w której

zostały wyemitowane z danego źródła

 wtórne- substancje powstałe w wyniku reakcji chemicznych

zachodzących pomiędzy zanieczyszczeniami pierwotnymi i/lub
substancjami obecnymi w środowisku naturalnym

o miejsca emisji:



źródła punktowe- ograniczone, dobrze zdefiniowane rozmiary i
jednoznacznie określone położenie, np.: wyloty kominów lub kanałów
ściekowych, duży ładunek zanieczyszczenia



źródła liniowe- drogi, pobocza dróg, autostrady, mosty, silnie
zanieczyszczone koryta rzek i kanałów, czasem odróżnia się źródła liniowe
od pasmowych



źródła obszarowe- nie można ściśle określić miejsca dostarczenia
zanieczyszczeń w rzeczywistości mogą zbiór kilkunastu źródeł punktowych
lub liniowych- źródła rozproszone- nie wiemy gdzie, bądź są rozproszone

7. Środki służące do realizacji celu ochrony środowiska:



instrumenty prawne i administracyjne



instrumenty ekonomiczne



środki informacyjne i oddziaływania społecznego



środki techniczne



środki prawne- normy prawne zwane również regulacjami bezpośrednimi



środki administracyjne- różnego rodzaju plany, decyzje i pozwolenia



instrumenty ekonomiczne (elastyczne)

 opłaty za korzystanie ze środowiska
 kary pieniężne za przekroczenie norm
 subwencje (dotacje bezzwrotne)



środki informacyjne stanowią edukację ekologiczną oraz negocjacje społeczne,
monitoring społeczny



środki techniczne, rozwiązania techniczne i technologiczne, służące zapobieganiu
zanieczyszczaniu środowiska oraz jego rekultywacji przez usuwanie skutków jego
dotychczasowej degradacji

ĆWICZENIA 1

1. Gatunki inwazyjne- gatunek aloktoniczny czyli organizm obcy, pochodzący z innego

ekosystemu lub obszaru geograficznego;
odznacza się znaczną ekspansywnością, stanowi zagrożenie dla fauny i flory danego
ekosystemu konkurując z gatunkami lokalnymi o niszę ekologiczną, przyczynia się do
wyginięcia gatunków miejscowych; stanowią drugie, zaraz po zniszczeniu siedlisk,
największe zagrożenie dla światowej różnorodności biologicznej

2. Sposób pojawienia się gatunku inwazyjnego:



introdukcja- naumyślne i celowe sprowadzenie gatunku do naturalnego

środowiska przez ludzi, najwięcej dotyczy roślin



zawleczenie- przypadkowe i nieświadome przywleczenie gatunków, najczęściej w

środowisku wodnym

3. Gatunki inwazyjne- przykłady:

a) Aga- przeniesiona do Australii, niebezpieczna dla psów i kotów- poprzez swoje

gruczoły jadowe- zatrucia zwierząt, które je zjedzą, szybkie tempo kolonizacji,
zatruwa wodę

b) Babka bycza- ryba- zjada omułki-filtruje wodę, metale ciężkie wydostają się do

wody z odchodami

c) Barszcz Sosnowskiego- dar Instytutu w Leningradzie dla Polski, szkodliwa dla

zwierząt, powodują podrażnienia przewodu pokarmowego, krwotoki wewnętrzne,

u ludzi powodują zapalenie skóry, zapalenie spojówek, oparzenia skóry nawet
trzeciego stopnia, usuwana mechanicznie i chemicznie, nie da się całkiem usunąć
bo rozprzestrzeniła się na cały kraj

d) Jenot- brak zalet, prowadzi nocny tryb życia, pojawił się poprzez introdukcję,

przywędrował, masa się podwaja, jest zwierzęciem polownym, wyjada osobniki
np.: ryby

e) Krab wełnistoszczypcy- mieszka w rzekach, kanałach, jest wszystkożerny,

pochodzi z Chin, wypiera inne gatunki, niszczy sieci pływackie

f) Okoń nilowy- ryba słodkowodna, drapieżny, spadek liczebności gatunków

rodzinnych i populacji, rozwój rybołówstwa, zyski za eksport

g) Pszczoły afrykanizowane- brak zalet, użądlenia są śmiertelne, bardzo agresywne,

może się szybko rozprzestrzeniać wydostają się do środowiska, zakładają gniazda w
pobliżu ludzkich osiedli, odporne na niskie temperatury, szkodliwy wpływ na
zapylanie dziko rosnących roślin

h) Racicznica zmienna- małża słodkowodna, oczyszca zbiornik wodny z części

organicznych nieorganicznych, zatem także glonów, co powoduje zakwit, modyfikuje
środowisko, wpływa na stosunki tlenowe, pokarmowe, jakość osadu i ilość kryjówek
dla innych organizmów, przytwierdzają się do rur, co powoduje ich nieprawidłowe
funkcjonowanie, brak skutecznych sposobów zwalczania

i) Rak pręgowaty- pochodzi z Ameryki Północnej, ma pręgi na ogonie, nie jest

wskaźnikiem czystości wód, nie posiada zalet, wypiera rodzime gatunki raków,
nosiciel dżumy rakowej, gdy się go wyłowi najlepiej go zabić

j) Rdest ostrokończysty- pochodzi z Azji Wschodniej, miodonośna, zalecany jako

roślina energetyczna i technologiczna (biogaz i paliwo stałe)- duża wartość opałowa,
prod. do środków owadobójczych, produkcja papieru, duża żywotność, zdolność do
rozmnażania, zakłóca wegetację pierwotną (duże liście), wspomaga erozję wodną i
powoduje powodzie (ryzyko), wegetacja barszczu, pokrzywy, brak skutecznych
sposobów zwalczania

k) Robinia akacjowa- pochodzi z Ameryki Północnej, dostarcza cennego drewna

(budulec statków, sprzętu sportowego), zawiera olejki eteryczne, miododajna,
używana w medycynie, roślina ozdobna, wypiera gatunki rodzime przez zmianę
podłoża, usuwana terenów chronionych

l) Róża pomarszczona- roślina ozdobna, źródło witamin B

1,

C, B

2

, B

6

, H, A, E, zawiera

olejki różane, konfitury, wina, bioflawonoidy, usuwana z miejsc, gdzie powoduje
zagrożenie

m) Stonka ziemniaczana- występowała w Kolorado, zawleczona, szybko się rozmnaża,

powoduje straty gospodarcze w uprawie ziemniaków, DDT- środek zwalczający ją,
ale jest zabroniony, zbierana ręcznie

WYKŁAD 2

1. Atmosfera



gazowa powłoka Ziemi



powietrze- mieszanina gazów atmosfery ziemskiej



ściśliwość gazów powoduje, że pod wpływem sił grawitacji gęstość powitrza
znacząco wzrasta w pobliżu powierzchni Ziemi

a) budowa atmosfery:



TROPOSFERA



tropopauza

20 km



ozonosfera



STRATOSFERA



stratopauza

40 km



MEZOSFERA

60 km



menopauza

80 km



TERMOSFERA

100 km

2. Troposfera



zależy od szerokości geograficznej (nad biegunami ok. 6 km, nad równikiem ok. 17
km) jako średnią wartość przyjmuje się ok. 10 km



gęstość i ciśnienie powietrza spadają wraz z wysokością



średni spadek temperatury to 0,65°/ 100 m, powodując powstanie pionowych prądów
powietrza (konwekcja)



gromadzi się w niej przeważająca część pary wodnej, powstają chmury, odbywa się
krążenie

a) skład: 78,08% azotu, 20,95% tlenu, 0,97% inne(0,03% dwutlenek węgla, 0,93%

argon, 0,003% krypton) i domieszki niezanieczyszczone: ozon, siarkowodór, wodór,
węglowodory, para wodna, pyły

b) Źródła emisji zanieczyszczeń do troposfery:



naturalne:

o

wybuchy wulkanów

o

pożary lasów

o

rozkład materii organicznej



antropogeniczne:

o rolnictwo
o emisja wysoka
o

energetyka zawodowa i przemysłowa

o produkcja energii cieplnej i elektronicznej z paliw kopalnych- procesy

przemysłowe

o

technologie przemysłowe

c) Emisja wysoka- transport zanieczyszczeń odbywa się na znaczne odległości: tlenki

azotu, dwutlenki siarki dostają się na powierzchnię ziemi w postaci kwaśnego deszczu
lub mokrego/ suchego opadu

d) Emisja niska:



źródła mobilne- transport, zakłady przemysłowe



źródła stacjonarne- ogrzewanie domków, lokalnych ciepłowni, drobne
zanieczyszczenia oddziałują na jakość powietrza lokalnie (nie przemieszczają się)

e) Zakłócenie typowego rozkładu temperatury:



Izotermia- w troposferze temperatura jest stała na pewnych wysokościach



Inwersja- temperatura wzrasta wraz z wysokością

o

Inwersja napływowa (adwekcyjna)- występuje na wskutek napływu ciepłej
masy powietrza nad silnie wystudzoną powierzchnię ziemi

o Inwersja nocna- występuje zimą/wiosną i jesienią podczas cichej i pogodnej

nocy wskutek oziębienia dolnych warstw powietrza od wystudzonego
podłoża; najczęściej zanika wraz ze wschodem słońca; grubość tej warstwy
na terenach równinnych wynosi do 100 m, w dolinach i przełęczach 500-
700 m

o Inwersja zimowa- długotrwała bezwietrzna i bezchmurna pogoda powoduje ,

że ilość ciepła oddanego w ciągu nocy jest większa niż ilość ciepła
pobranego podczas dnia, w skutek tego następuje znaczne ochłodzenie
dolnej warstwy powietrza

Gradient umożliwia określenie stanu równowagi w atmosferze, w zależności od
wielkości gradientu powietrza znajduje się w stanie równowagi:

 stałej- zahamowanie ruchów pionowych
 chwiejnej- występuje zdolność do powstawania ruchów pionowych
 obojętnej- brak zdolności do ruchów powietrza

3. Stratosfera



rozciąga się do 50- 55 km



w dolnej części jest izotermiczna, od 35 km inwersyjna- temperatura rośnie wraz z
wysokością



ze względu na inwersyjne temperatury wymiana powietrza między troposferą o
stratosferę jest powolna (obecne tam cząstki się długo utrzymują)



znajduje się w niej ozonowa warstwa, która odpowiada za filtrowanie
wysokoenergetycznych promieni UV docierających od Słońca do Ziemi



maksymalna koncentracja ozonu nad Polską występuje na wysokości ok. 20-22 km



skupia ok. 21% masy powietrza



większość związków chemicznych uwalnianych do atmosfery z powierzchni Ziemi
nie dociera do stratosfery



pionowa wymiana powietrza w troposferze trwa od kilku godzin do kilku dni



pełne wymieszanie stratosfery zajmuje od kilku miesięcy do kilku lat (zawartość pary
wodnej w stratosferze jest bardzo niska, typowo wynosi 2-6 ppm w porównaniu z 1
000-40 000 ppm w troposferze)



w atmosferze bardzo rzadko tworzą się chmury

a) Skład stratosfery:



składniki dominujące w składzie stratosfery to: tlenki azotu, kwas azotowy, kwas
siarkowy, ozon, halogeny, tlenki halogenowe z rozpadu freonów i halogenów



85- 90% całkowitej zawartości ozonu w atmosferze znajduje się w stratosferze

reszta w troposferze



aktualne stężenie ozonu wzrasta w troposferze i spada w stratosferze

WYKŁAD 3

1. Typowe wskaźniki jakości powietrza:

a) pył zawieszony PM 10 i PM 2.5

