Ekologiczne zagrożenia naturalne.

EKOLOGICZNE ZAGROŻENIA REGIONALNE

Nieprzemyślana działalność człowieka, brak właściwego stosunku do środowiska, w którym żyjemy, jest jedną z głównych przyczyn niekorzystnych zmian ekologicznych zachodzących w otaczającym nas świecie. Zmiany te z reguły postępują w stosunku wprost proporcjonalnym do rozwoju przemysłu. Nie umiemy jeszcze tak gospodarować, aby rozwój przemysłu wydobywczego, chemicznego czy przetwórczego sprzyjał zachowaniu prawidłowych stosunków między organizmami a otaczającym je środowiskiem.

Fatalne rezultaty działalności człowieka lekceważącej prawa przyrody ujawnili amerykańscy ekolodzy – biolodzy. Aldo Leopold, uważany za ojca ekologii stosowanej, już w 1941 r. Krytycznie ocenił stan zrozumienia przez ludność funkcjonowanie przyrody, pisząc: „Człowiek dysponujący maszynami po przebudowaniu środowisk lądowych zabrał się do przekształcania wód. Trzeźwy obywatel, który nigdy nie powierzyłby swego zegarka ani motora amatorowi, pozwala spuszczać i napełniać jeziora, pogłębiać je, zanieczyszczać i ustalać ich brzegi, zwalczać komary i glony, a także wprowadzać wszelkie ryby”.

Poważnym problemem ekologicznym na świecie jest niedotykalna do XVIII w. eksplozja populacyjna, pociągająca za sobą potrzebę znacznego zwiększenia produkcji przemysłowej, dostarczania ludności olbrzymich ilości żywności i innych środków konsumpcyjnych oraz usuwania powstających odpadów.

Zanieczyszczenie środowiska w Polsce dotyczy wód, atmosfery, gleby i lasów. Zanieczyszczenie wód jest spowodowane brakiem oczyszczalni ścieków. Najbardziej są zanieczyszczone wody Wisły i Odry w górnym biegu. Wiele rzek niesie wodę zasoloną, wypływającą z kopalni oraz skażoną ściekami z zakładów chemicznych, ściekami pocelulozowymi i pocukrowniczymi. Wody gruntowe mają nadmierne ilości związków azotowych w skutek niewłaściwego stosowania w rolnictwie nawozów sztucznych.

Zanieczyszczenia atmosfery powodowanie są między innymi spalaniem wysoko zasiarczonych, niskokalorycznych paliw w energetyce przemysłowej i komunalnej, stosowaniem przestarzałych technologii o bardzo wysokich wskaźnikach emisji zanieczyszczeń do atmosfery i brakiem urządzeń zmniejszających i neutralizujących zanieczyszczenia gazowe (filtry).

W województwie Katowickim największe szkody biologiczne powodują substancje rakotwórcze (choroby nowotworowe) oraz zapylenie (choroby układu oddechowego). Stwierdza się dużą zachorowalność ludzi na ołowicę, ponieważ normy skażenia ołowiem i opadów pyły są znacznie przekroczone. Tlenki siarki skażają glebę kwaśnymi deszczami. W atmosferze powszechnie występują : siarkowodór, fenol, formaldehyd, amoniak, tlenki azotu i inne zanieczyszczenia gazowe.


Skażenia gleby pochodzą z zanieczyszczenia jej powierzchni przez zwałowiska i składowanie odpadów przemysłowych, a przekształcenia chemiczne gleby z zanieczyszczeń powietrza, zakwaszenia gleb lub ich alkalizacji, na które mają wpływ fabryki cementu, huty, wapienniki, fabryki sody oraz inne zakłady przemysłowe. W glebach występuje nagromadzenie metali ciężkich (ołów). Zwiększa się zasolenie gleb, występuje nagromadzenie w nich pestycydów, azotynów oraz związków fosforoorganicznych jako skutek wspomagania rolnictwa. Już w 1980 r. uznano 103,2 ha gruntów ornych za zdewastowane wskutek wadliwej, często rabunkowej gospodarki.

Wielkie szkody obserwuje się w lasach świerkowych w Sudetach, spowodowane nadmiernymi emisjami tlenków SO2, NO, NO2, a także w okolicach zakładów produkujących nawozy azotowe. Obserwuje się nadmiar zwierzyny w lasach w stosunku do pojemności ekologicznej lasu, co powoduje szkody w drzewostanie. Powierzchnie lasów ulegają zmniejszeniu i zniszczeniu na skutek pożarów. Zostają przekroczone normy wyrębu drzew wskutek rabunkowej gospodarki.

Pomimo tak krytycznej oceny pocieszający jest fakt, że Polska wciąż jest jednym z najczystszych obszarów Europy, w którym ponad 60% pow. kraju ciągle ma jeszcze powietrze, a grzyby nadają się do produkcji bez chemii.

Od pewnego czasu zidentyfikowano działania na rzecz zahamowania degradacji środowiska i poprawy jego stanu. Wiąże się to z olbrzymimi nakładami finansowymi i zwiększonymi rygorami wobec działających i nowo budowanych obiektów zakładów, użytkowników ziem, wód, lasów, itp. Podjęto też odpowiednie przedsięwzięcia w skali międzynarodowej, zwłaszcza ochrony Bałtyku, ochrony rzek, itp.

GŁÓWNE ZAGROŻENIA EKOLOGICZNE

1. rozprzestrzenianie się substancji toksycznych nie dających się biologicznie rozłożyć – chemicznych lub radioaktywnych(odpady i śmieci),
2. niszczenie lasów i zakwaszanie akwenów wodnych przez trucizny przemysłowe(kwaśne deszcze)
3. zanieczyszczenie górnych warstw atmosfery przez chlorofluorowęglowodory, które powodują uszkadzanie warstwy ozonu(dziura ozonowa) i na skutek tego wzrost przenikania szkodliwych promieni ultrafioletowych,
4. efekt cieplarniany.
Poza tym istnieje stałe skażanie powietrza przez inne pierwiastki i związki chemiczne oraz zapylenie, a także katastrofalny przyrost ilości śmieci. Szczegółowe problemy to zagłada lasów tropikalnych i doprowadzanie do masowego, przyśpieszonego wymierania gatunków.

ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA
Zanieczyszczenia powietrza powstają wskutek dostawania się o niego organizmów żywych lub substancji, które nie są jego naturalnymi składnikami, albo będąc jego składnikami występują w zbyt dużym stężeniu.

GŁÓWNE ŹRÓDŁA EMISJI ZANIECZYSZCZEŃ:
· energetyka zawodowa i przemysłowa
· kotłownie lokalne i paleniska domowe
· popioły lotne
· gazy spalinowe samochodów
· pyły cementowe
· pyły metalurgiczne

OCENA ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA W POLSCE:
a) normy opadu pyłu przekraczane na niewielu stanowiskach pomiarowych w centrum dużych miast,
b) dopuszczalne stężenia pyłu w powietrzu są przekraczane w ponad 30% stanowisk pomiarowych(najwięcej w województwie Śląskim, Małopolskim i Wielkopolskim)
c) dopuszczalne stężenia SO były przekraczane w prawie 30% stanowisk
d) stężenia zanieczyszczeń przemysłowych są najwyższe i wielokrotnie przekraczają wartości dopuszczalne w obszarach wokół zakładów przemysłowych
e) w strefach śródmiejskich dużych miast wysokie poziomy stężeń osiągają substancje pochodzące ze spalania paliw
f) w obszarach specjalnie chronionych najczęściej przekraczane są stężenia normatywne w odniesieniu do SO i pyłów.


Czynniki zagrażające glebom można podzielić na:


1. naturalne - z którymi człowiek nie ma nic do czynienia:


o erozja,
o pożary,
o susza,
o trzęsienia ziemi,


2. antropogeniczne - spowodowane przez człowieka:

o zatrucie metalami ciężkimi i substancjami toksycznymi obecnymi w nawozach,
o nieprawidłowe stosowanie nawozów mineralnych i środków ochrony roślin,
o eksploatacja kopalń,
o zabudowa miejska,
o składowanie odpadów.
W przeciwieństwie do zanieczyszczeń powietrza i wody, zanieczyszczenia gleby zalegają w niej bardzo długo - setki lat. Jest to tym bardziej groźne, że gleba przyjmuje zanieczyszczenia powietrza opadające na nią wraz z deszczem, oraz zanieczyszczenia spływające do niej z wód.

Dużym zagrożeniem dla gleby mogą być sztuczne nawozy, których celem jest wzbogacanie gleby w pierwiastki niezbędne do życia roślin: azot (N), fosfor (P), potas (K). Nawozy te stają się jednak szkodliwe, jeśli stosowane są w nadmiernych ilościach. Równie groźne jest nadmierne stosowanie środków ochrony roślin lub innych toksycznych substancji. Oddzielne zagrożenie stanowi zakwaszanie gleb, które zależy od ilości kwaśnych opadów oraz stopnia zakwaszenia wód. Zakwaszenie gleby prowadzi do przedostawania się do niej trujących metali oraz wymywania składników niezbędnych do życia roślin. Na zakwaszenie najbardziej narażone są gleby kwaśne z natury, do których zaliczamy w Polsce bielice oraz gleby inicjalne obszarów górskich. Bardzo ważnym zabiegiem w tej sytuacji jest zobojętnienie kwaśnego odczynu gleby przez dostarczanie jej wapienia, lub dolomitu; tzw. wapnowanie gleb. Wpływa ono buforująco na jej odczyn (hamują wzrost kwasowości) oraz zapobiegają wymywaniu z gleby soli mineralnych.

Jednym ze sposobów oczyszczania gleb jest wypłukiwanie z niej substancji toksycznych, lub mieszanie gleb bardzo skażonych z glebą czystą. Do gleb przedostają się również pochodzące z przemysłu i motoryzacji metale ciężkie, które mogą z kolei przenikać do rosnących na niej upraw. Zanieczyszczenie gleb powoduje również stosowanie soli jako środków przeciwdziałających zlodzeniu ciągów komunikacyjnych. Inną przyczyną degradacji gleb jest wycinanie drzew i krzewów na opał, co może powodować pustynnienie.

Bardzo poważnym zagrożeniem dla gleb jest wydobywanie surowców metodą głębinową oraz odkrywkową. Druga metoda jest o wiele bardziej uciążliwa. Wyrobiska współczesnych kopalń zajmują ponad 1000ha i schodzą poniżej 100m głębokości. Przyczyniają się do dewastacji rozległych powierzchni gruntów, w tym gleb uprawnych, poprzez całkowite ich wybranie, zasypanie zwałowiskami lub wysuszeniem(lej depresyjny).

Spośród innych źródeł zanieczyszczeń gleb należy wymienić mało znane od tej strony, a przez to na ogół lekceważone wysypiska odpadów. Przez rozwiewanie i rozmywanie wydostaje się stąd wiele toksyn, często dopiero wtórnie powstających na wysypiskach, sięgając wpływami daleko od nagromadzonych odpadów. Innym zagrożeniem dla gleb jest również powstawanie oraz rozrastanie się miast. Gleby w nich są zanieczyszczone na ogół nie jednym, a kilkoma składnikami. W miastach skażenie gleb jest szczególnie intensywne, zwłaszcza powodowane przez ruch samochodowy, na co nakładają się emisje źródeł przemysłowych i komunalnych, lokalne i nawiewane. Wpływ odległości od emitora na terenie większych miast, o bardziej skomplikowanej strukturze urbanistycznej i budowlanej, jest wyraźnie niwelowany.


ZANIECZYSZCZENIE WODY

Stan dyspozycyjnych zasobów wody rozpatruje się nie tylko w aspekcie wzrastającego zapotrzebowania na wodę. ale także narastania wielkości ładunku zanieczyszczeń ścieków doprowadzanych do odbiorników, którymi są: rzeki, stawy, zbiorniki retencyjne, morza i oceany.
Degradacja jakości wód obejmuje zmiany ich cech fizyko-chemicznych i biologicznych przez wprowadzenie do nich ogromnych ilości substancji organicznych i nieorganicznych, energii, czy substancji promieniotwórczych. Uniemożliwia to wykorzystanie zasobów wodnych do różnych celów związanych z działalności i egzystencją człowieka.

Co to są ścieki?
ściekami nazywamy wody zużyte przez gospodarstwa domowe i zakłady przemysłowe, oraz wody opadowe spłukujące z powierzchni terenów miejskich i rolniczych, różnego rodzaju nieczystości. ścieki zawierają bardzo dużo zawiesin łatwo opadających, zawiesin nie opadających, koloidów i związków rozpuszczonych. Występują w nich ponadto wirusy, bakterie, promieniowce i grzyby oraz jaja helmintów (robaków pasożytniczych). Surowe ścieki są mętne, o zabarwieniu brudnoszarym i zapachu fekalnym lub chemicznym w zależności od pochodzenia. Zgniłe ścieki mają barwę ciemnoszarą lub prawie czarną i są cuchnące od produktów powstających podczas gnicia.
Rodzaje i podział ścieków

Zanieczyszczenia wód ze względu na działanie na organizmy można podzielić na:
· bezpośrednio szkodliwe, do których zaliczamy fenole powstające w gazowniach i koksowniach, kwas cyjanowodorowy usuwany z gazowni, kwas siarkowy i siarczany usuwane z fabryk nawozów sztucznych, fabryk kwasu siarkowego, celulozowni i papierni oraz fabryk włókien sztucznych,
· pośrednio szkodliwe, które prowadzą do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie poniżej poziomu potrzebnego do utrzymania przy życiu wszystkich organizmów wodnych. Według kryterium trwałości zanieczyszczenia wód dzielimy na:
· rozkładalne - wszystkie substancje organiczne potencjalnie trujące, podlegające przemianom chemicznym do prostych związków nieorganicznych przy udziale przede wszystkim bakterii (np. substancje zawarte w ściekach domowych),
· nierozkładalne - substancje nie ulegające większym przemianom chemicznym i nie atakowane przez drobnoustroje (np. sole metali ciężkich),
· trwałe - substancje w niewielkim tylko stopniu ulegające rozkładowi biologicznemu (np. pestycydy, fenole, produkty destylacji ropy naftowej, które trudno ulegają biodegradacji) i pozostające w środowisku w niezmiennej formie przez długi okres czasu.
Czynniki wpływające na degradację wód można podzielić na:
· naturalne, (np. zasolenie, zanieczyszczenie humusem, związkami żelaza)
· sztuczne, pochodzące głównie z działalności człowieka (np. odpady lotne, ciekłe i stałe, środki chemizacji rolnictwa, odpady hodowlane - obornik, gnojowica).
ścieki wytwarzane przez ludzi ze względu na można podzielić na:
· miejskie i bytowo-gospodarcze - pochodzą one z zakładów pralniczych, gastronomicznych, szpitali, ustępów, domów mieszkalnych itp. ścieki miejskie, oprócz zagrożenia biologicznego organizmów wodnych, stanowią poważne zagrożenie higieniczne, a nawet epidemiologiczne. Wraz z obiegiem wody rozprzestrzeniać się może dur brzuszny, czerwonka, wąglik, wirus Heinego Medina i żółtaczki zakaźnej;
· rolnicze - pochodzą ze spływu z podwórzy, gnojowisk, większych zakładów hodowli drobiu, tuczu świń. Ich działanie jest podobne do ścieków bytowo-gospodarczych. Spływ z ogrodów i pól uprawnych bogato nawożonych odpowiada ściekom przemysłowym;
· radioaktywne - pochodzące z zakładów naukowych, leczniczych, reaktorów atomowych itp. S szczególnie groźne, ponieważ ich inaktywacja nastręcza wiele trudności. Zatapia się je w tak zwanych mogielnikach lub betonowych skrzyniach. co stwarza możliwości przedostania się substancji radioaktywnych do cyklu hydrologicznego. Jeśli nawet radioaktywność wody - dzięki dużemu rozcieńczeniu utrzymuje się na poziomie dopuszczalnych norm, to i tak można przypuszczać, że następuje szkodliwa koncentracja tych substancji w organizmach roślin i zwierząt;
· przemysłowe - pochodzące z procesów produkcyjnych i przetwórczych prawie wszystkich dziedzin przemysłu. Składają się głównie z kwasów mineralnych, zasad, soli metali ciężkich, cyjanków, substancji organicznych, olei mineralnych, tłuszczy, substancji utleniających (w tym wolny chlor), substancji redukujących (np. siarczki), barwników, fenoli i węglowodorów. Substancje te nie zawsze występują w stężeniach bezpośrednio trujących. Stanowią ponad połowę ogólnej ilości ścieków, czynią jednak wodę i produkty z niej pochodzące nieprzydatnymi do spożycia. Przy zawartości 1-10 mg/l giną ryby zależnie od wieku i gatunku. Przy zawartości fenolu 0,1-0,2 mg/1 skażone ryby stają się niejadalne, ponieważ ich mięso ma bardzo zły smak. Woda pitna o podobnej zawartości fenoli ma bardzo nieprzyjemny zapach, który potęgowany jest dodatkowo przez chlorowanie. ścieki przemysłowe są głównym źródłem toksyn (takich jak sole miedzi, niklu, cynku, ołowiu i chromu, chlor, amoniak, cyjanki) w wodach powierzchniowych.

Wody deszczowe
Wody deszczowe są na ogół również bardzo zanieczyszczone. Wody te, już podczas przejścia przez dolną warstwę atmosfery zanieczyszczają się różnego rodzaju pyłami, substancjami gazowymi oraz komórkami mikroorganizmów i ich formami przetrwalnymi unoszącymi się w powietrzu. Dalsze zanieczyszczenie tych wód następuje podczas spływu z powierzchni gruntu. Wody deszczowe, które opadają na teren miejski spłukują zanieczyszczenia z nawierzchni ulic i placów. Zanieczyszczenia te obfitują w duże ilości cząstek stałych, olejów, różnego rodzaju paliw płynnych oraz bardzo duże liczby bakterii w tym również gatunków chorobotwórczych. Wody deszczowe, które opadają na tereny rolnicze lub leśne, spłukują z powierzchni gleby cząstki organiczne, nawozy mineralne i środki ochrony roślin. W sumie, ilość i skład zanieczyszczeń zawartych w wodach opadowych różni się nieraz bardzo znacznie od siebie, gdyż zależy od stopnia zanieczyszczenia powietrza, a zatem od rodzaju i liczby zakładów przemysłowych na danym terenie, rodzaju nawierzchni ulic, intensywności ruchu (zwłaszcza samochodowego), a także od obfitości opadu.

Rozkład ścieków w poszczególnych regionach Polski

Znając dane dotyczące ilości ścieków produkowanych na terenie całego kraju w ciągu kilku ostatnich lat należy zwrócić uwagę na regionalny rozkład zanieczyszczeń. Poszczególne obszary Polski bardzo się pod tym względem różnią. Wielkość zrzutu ścieków komunalnych i przemysłowych w poszczególnych województwach przedstawia rysunek poniżej.
ścieki przemysłowe i komunalne wymagające oczyszczenia w Polsce w poszczególnych województwach w 1991 roku
Kolejne oddziaływania

Kolejnym, negatywnym oddziaływaniem energetyki na środowisko jest emisja podgrzanych wód chłodniczych, które stanowią ok. 80% wszystkich ścieków przemysłowych wytwarzanych w Polsce. Mimo, że wody te uznawane są za czyste i nie wymagające oczyszczania, to ich wprowadzanie do odbiorników powoduje ogromne zaburzenia istniejących tam ekosystemów, powodując zmiany w składzie gatunkowym występującej tam flory i fauny, a także ograniczając zdolność do samooczyszczania się wód powierzchniowych. Wpływ elektrowni na wody powierzchniowe przejawia się zarówno w znaczeniu ilościowym, jak i jakościowym. W elektrowni woda jest wykorzystywana w procesach produkcji energii elektrycznej do wytwarzania pary (obieg parowo-wodny) oraz do ochładzania pary (obieg chłodzący skraplacze). Obieg parowo-wodny wymaga uzupełnienia wodą o wysokiej jakości, natomiast obieg chłodzący potrzebuje dużej ilości wody. Woda chłodząca skraplacze odprowadza do otoczenia znaczne ilości ciepła. Ochładzanie wody podgrzanej powoduje powstawanie strat bezzwrotnych wody, wpływając na bilans wody w przyrodzie, oraz oddziałuje na środowisko, wprowadzając zmiany w ekosystemach wód powierzchniowych. Odprowadzanie do ekosystemów wodnych dużej ilości ciepła z elektrowni powoduje zakłócenie wytworzonej równowagi. Wpływ elektrowni na wody sprowadza się do następujących zjawisk:
· zmniejszenia zasobów wodnych regionu, w wyniku powstawania strat bezzwrotnych (dotyczy to zarówno wód powierzchniowych, jak i podziemnych,
· zmian właściwości fizycznych i chemicznych wód powierzchniowych,
· zmian właściwości fizycznych i chemicznych wód powierzchniowych,
· zwiększenie zanieczyszczenia wód powierzchniowych w wyniku odprowadzania ścieków powstałych w procesach wytwarzania energii elektrycznej.
W procesie wytwarzania energii elektrycznej powstają straty ciepła, przede wszystkim w skraplaczu, a ponadto także w kotle, kominie, turbinie i innych urządzeniach. Stosunek energii cieplnej zamienionej na energię elektryczną do całkowitej ilości energii zużytej w procesie wytwarzania stanowi o sprawności elektrowni brutto. Sprawność brutto nowoczesnych elektrowni konwencjonalnych, w zależności od mocy turbin, wynosi 32-35%. Dla ochrony środowiska istotne jest, ile ciepła wytworzonego w kotle jest przekazane do wody chłodzącej. W elektrowniach konwencjonalnych jest to 43-45%. W tabeli podano bilans ciepła niezbędnego do wytwarzania 1kWh energii elektrycznej w zależności od mocy turbin.

Energia cieplna przekazana wodzie chłodzącej jest wydalana do otoczenia w wyniku parowania, konwekcji, promieniowania i przenikania. Wymienione procesy zachodź w odbiornikach wody chłodzącej, którymi są: rzeki, jeziora, zbiorniki lub chłodnie. Zespół obiektów służących do przepływu wody chłodzącej od ujęcia do ujścia jest nazywany obiegiem wody chłodzącej.

Procesy wytwarzania energii elektrycznej w elektrowniach opalanych węglem powodują powstawanie ścieków, które odprowadzane do wód powierzchniowych wpływają na ich stan i jakość. ścieki powstające w elektrowniach są zanieczyszczone ciepłem, substancjami rozpuszczonymi (tzw. ścieki zasolone), zawiesiną oraz produktami ropy naftowej.

ścieki z elektrowni opalanych węglem ze względu na stężenie zanieczyszczeń i ich szkodliwość nie mogą być odprowadzane bezpośrednio do wód powierzchniowych. Ich oczyszczanie wymaga stosowania trudnych i drogich procesów technologicznych.