Zanieczyszczenia i ich konsekwencje

Zanieczyszczenia środowiska

WODA

W większości wody zanieczyszczone są chemikaliami, bakteriami, czy wirusami, które występują w wodach w dużej ilości. Związki chemiczne, zarówno organiczne, jak i nieorganiczne, mogą występować w następującej postaci – roztworów, koloidów lub zawiesin. Zanieczyszczenia mają różny skład chemiczny. Na to zróżnicowanie wpływają różne procesy i czynniki naturalne (przykładowo wyługowywanie składników gleb) i antropogeniczne (stosowanie pestycydów oraz nawozów azotowych i fosforowych, fenoli, substancji powierzchniowo czynnych, metale ciężkie, węglowodory ropopochodne, czy zanieczyszczenia termiczne, takie jak podgrzane wody niebezpieczne zwłaszcza dla wód powierzchniowych stojących lub wolno płynących). Zanieczyszczenia antropogeniczne w środowisku wodnym mają negatywne oddziaływanie na żyjące tam organizmy. Te z substancji, które w środowisku wodnym przejawiają dużą trwałość, rzadko ulegają procesom chemicznym oraz biochemiczny nazywamy substancjami refrakcyjnymi. Źródłem większości zanieczyszczeń w wodach są ścieki, inne to transport zarówno wodny i lądowy, środki ochrony rośli, nawozy sztuczne oraz odpady różnego pochodzenia. 

Do określenia jakości wody służą wskaźniki zanieczyszczeń. Są to stężenia owych zanieczyszczeń, wyrażone w jednostce mg/dm³, mogą to być również inne parametry. W przypadku tych drugich, dokonuje się pomiaru ich wartości i na tej podstawie wyznacza się wartość danego zanieczyszczenia.  Najważniejszym i najczęściej stosowanym wskaźnikiem jest pomiar stężenia tlenu (O₂) rozpuszczonego w wodzie (H₂O). Maksymalna wartość tego stężenia to 8-9 mg/dm³, jeśli jest niższe świadczy to o zanieczyszczeniu wody przez związki organiczne lub rozkładalne biochemicznie. Gdy wartość ta spada poniżej 4 mg/dm³ obumiera większość organizmów żyjących w wodzie. Do innych wskaźników zanieczyszczenia zaliczamy:

•   biochemiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT₅), które stanowi miarę zawartości związków organicznych ulegających biochemicznemu rozkładowi;
•   chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) wskazujące zawartość całej puli zawiązków organicznych;
•   obecność organicznych i nieorganicznych zawiesin, związków azotu i fosforu.

Wartości tych wskaźników są w dużym stopniu uwarunkowane charakterem przepływu wody. Dla oceny zanieczyszczeń w wodzie, poza wskaźnikami fizyko chemicznymi, stosuje się również metody polegające na analizie wody pod kątem biologicznym. Zazwyczaj przeprowadza się w tym celu badania hydrobiologiczne, a następnie ich wyniki ocenia się według skali saprobowej.

Aby dowiedzieć się jak wiele i jakie bakterie występują w wodzie dokonuje się analizy bakteriologicznej. Gdy woda jest zbyt zanieczyszczona żeby ją stosować w określonym celu, poddaje się ją uzdatnieniu. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Ochrony Środowiska z dnia 11 lutego 2004 roku nowa klasyfikacja wód obejmuje pięć klas czystości. Aby przyporządkować daną wodę do którejś z klas, przeprowadza się jej analizę, następnie w zależności od jej parametrów dokonuje się jej klasyfikacji. Przykładowo badania z 1995 roku (stosowano wtedy jeszcze klasyfikację trzy stopniową) donoszą, iż z 6,2 tysięcy kilometrów zbadanego odcinka naszych krajowych rzek, tylko 2,9% to rzeki I klasy czystości (te najczystsze), 20,3% II klasy czystości i 33,8% III klasy czystości, resztę (43%) stanowiły rzeki pozaklasowe (w nowej skali stanowiące częściowo III, IV i V klasę czystości wody). Każdą ocenę jakości środowiska przeprowadza się w oparciu o jego niezanieczyszczony stan, będący swego rodzaju wskaźnikiem kontrolnym. Procedura ta jest niezależna od rodzaju i źródła zanieczyszczeń, które występują w badanej próbce wody. Nie jest istotne, czy stworzono dla nich normatywy  dopuszczalnych stężeń lub natężeń, czy też jak w przypadku zanieczyszczeń mikrobiologicznych ich brak.

Gdy normy jakości elementów środowiska, a także normy dopuszczalnych stężeń lub natężeń emitowanych zanieczyszczeń zostają przekroczone mamy do czynienia z zanieczyszczeniem środowiska naturalnego.  Niegdyś zanieczyszczenia środowiska miały charakter lokalny, od drugiej połowy XX wieku zaczęły przybierać postać regionalną, by następnie przeobrazić się w problem globalny. Przyczyną takiego rozwoju była postępująca urbanizacja i  szybki rozwój przemysłu. Dziura ozonowa, efekt cieplarniany, czy kwaśne deszcze to problem światowy. Światowa organizacja działająca w obronie środowiska naturalnego uznała za najgroźniejsze zanieczyszczenia: dwutlenek węgla (CO₂) wpływający na ocieplenie klimatu, tlenek węgla (CO) tzw. czad, dwutlenek siarki (SO₂) i dwutlenek azotu (NO₂) wpływające na zakwaszenie, fosfor (P) odpowiedzialny za eutrofizację, akumulujące się metale ciężkie (ołów - Pb, rtęć - Hg), ropę naftową, pestycydy (DDT) i promieniowanie. Oczywiście wiele zagrażających zdrowiu sytuacji jest wynikiem skażenia środowiska w jego najbliższym otoczeniu. Może to być jego stanowisko pracy, dym papierosowy, czy woda lub żywność, którą na co dzień spożywa.  Reasumując, aby móc skutecznie chronić środowisko należy systematycznie pogłębiać wiedzę i prowadzić wciąż nowe badania na temat zmian i aktualnego stanu wszystkich elementów  środowiska, a także ich wpływu na organizmy żywe.

POWIETRZE

Przez zanieczyszczenia powietrza rozumiemy substancje lotne, ciecze oraz ciała stałe w nim zawarte, lecz nie będące jego pierwotnym składnikiem. Do zanieczyszczeń zaliczamy także naturalnie występujące w powietrzu substancje, których ilość znacznie odbiega od normalnej. Wyróżniamy następujące zanieczyszczenia: 

•   chemiczne substancje w postaci gazów lub pary (tlenki węgla – COx, tlenki siarki – SOx, amoniak - NH₃, tlenki azotu - NOx, węglowodory i ich chlorowe pochodne, fluor, fenole);
•   cząstki organiczne w postaci stałej, czyli pyły (np. sadza, pyły pochodzące z cementowni, związki ołowiu, chromu, czy kadmu, popiół lotny, pyły metalurgiczne);
•   organizmy wirusowe, bakteryjne oraz grzyby, których skład gatunkowy lub ilość jest odmienna od pierwotnego składu mikroflory;
•   kropelki cieczy kwasów, zasad, czy rozpuszczalników.

Zanieczyszczenia powietrza maja negatywny wpływ na każdy żywy element środowiska naturalnego, a także na martwą materię, np. degradują glebę ,powodują korozję budowli. Często mają one nieprzyjemny zapach co również jest bardzo uciążliwe. Źródła zanieczyszczeń dzielimy na naturalne i antropogeniczne (powstające w  wyniku działalności człowieka). Do naturalnych zaliczamy:

a) wybuchy wulkanów, niosące popioły wulkaniczne oraz gazy takie jak dwutlenek siarki (SO₂), dwutlenek węgla (CO₂), siarkowodór.

b) pożary – emisja dwutlenku węgla (CO₂), tlenek węgla (CO) i pyłów

c) morza i oceany – są źródłem soli

d) erozja gleb i skał

e) zieleń, jako źródło pyłków roślinnych

f) bagna, będące źródłem metanu (CH₄), dwutlenku węgla (CO₂), siarkowodoru (H₂S) i amoniaku (NH₃)

Wśród antropogenicznych wyróżniamy:

a) energetyka, a konkretnie spalanie paliw

b) procesy technologiczne przemysłu chemicznego, hutniczego i rafineryjnego, oraz kopalnie i cementownie

c) wszystkie rodzaje transportu, zarówno lądowego, wodnego i powietrznego

d) gospodarstwa domowe, miejsca utylizacji i wysypiska odpadów i ścieków

Źródła emisji mogą być: punktowe (np. kominy), liniowe (np. autostrada) i powierzchniowe ( np. otwarty zbiornik lub obszar z którego ulatnia się szkodliwa substancja). Zanieczyszczenia powietrza dzielimy na pierwotne (zanieczyszczenia, które nie zmieniły swej struktury i właściwości od momentu uwolnienia ich do atmosfery), oraz zanieczyszczenia wtórne, powstałe wskutek przemian w atmosferze lub reakcji ze składnikami atmosfery oraz substancjami pyłowymi, które zalegając na powierzchni ziemi zostały ponownie uniesione w powietrze, np. przez wiatr.

  Powietrze to strefa o specyficznych właściwościach. Zanieczyszczenia w niej będące mogą się z łatwością przemieszczać. Zależne jest to od wysokości emitora (np. komina) i panujących warunków meteorologicznych. Unoszone zanieczyszczenia po pewnym czasie ulegają sorpcji (osiadają na powierzchni ziemi) lub są sprowadzane na nią wraz z opadem. Te których średnica jest poniżej 200mm unoszą się dłużej przyjmując postać aerozoli. Te o średnicy nie przekraczającej 20mm zazwyczaj usuwa opad, cięższe przyciąga siła ciężkości. Powietrze podlega ciągłemu mieszaniu; jeśli ukształtowanie terenu jest niekorzystne, na dodatkowo niewielkim terenie (np. miasto), a dzień bezwietrzny może dojść do kumulacji zanieczyszczeń i powstania tzw. smogu.

  Zanieczyszczenia powietrza dostają się do naszych organizmów głównie w trakcie oddychania. Są przyczyną chorób układu oddechowego, takich jak zapalenie oskrzeli, dychawica oskrzelowa, czy rozedma płuc. Zanieczyszczenia obniżają również reprodukcję organizmów i sprzyjają alergią. Ponadto stwarzają zagrożenie dla kulturalnego dorobku człowieka. Wywołują korozje materiałów budowlanych, a także metali.

Wpływają bardzo negatywnie na roślinność. Zaburzenia w przebiegu fotosyntezy, a także transpiracji i oddychaniu komórkowym to wynik oddziaływania właśnie zanieczyszczeń.

Problem zanieczyszczeń urósł do rangi światowej. Takie konsekwencje, jak zmiany klimatyczne są tego przykładem. Jednym ze składników atmosfery są gazy absorbujące promieniowanie IR (podczerwone), odbijające się od ziemi. Do związków tych zaliczamy: wodę w postaci pary wodnej, dwutlenek węgla (CO₂), metan (CH₄), podtlenek azotu (N₂O₂) i freony. Związki te sprzyjają efektowi cieplarnianemu (nazywamy je gazami cieplarnianymi) i powiększaniu się dziury ozonowej. Szacuje się że roczna emisja dwutlenku węgla wynosi 1011 t. Jego stężenie na początku XX wieku wynosiło 270ppm, w latach 80-tych badania wykazały jego wzrost do 360ppm. Dwutlenek węgla występuje w tak dużych ilościach, że choć jego wpływ na efekt cieplarniany jest dużo mniejszy, niż np. nadtlenku azotu (jest bardzo groźny ale występuje w stosunkowo małych ilościach), jest on większym zagrożeniem. Związki takie jak freony docierające do ozonosfery i wchodzące z ozonem w reakcje są przyczyną zwiększania się dziury ozonowej, wykrytej w 1983 roku nad Antarktydą. Ozonosfera ma właściwości zatrzymujące promieniowanie UV (ultrafioletowe). Jej brak przynosi wzrost promieniowania UV, oddziałującego na wszystkie organizmy w sposób bardzo negatywy.

Bardzo istotny jest skład powietrza w budynkach i pomieszczeniach halowych. Zależy od: jakości powietrza na tym obszarze, czy przeprowadzane są w nich jakieś procesy technologiczne i od sprawności działania systemu wentylacyjnego. Źródłem zanieczyszczeń w pomieszczeniach są:

•   materiały budowlane, z których wykonany jest budynek. Do najbardziej szkodliwych zaliczamy formaldehyd (emitowany np. z płyt paździerzowych), związki zaliczane do fenoli, toluen, ksylen, a także styren będące składnikiem klejów czy materiałów impregnujących;
•   procesy utleniania do których zaliczamy: oddychanie, ogrzewanie, czy palenie tytoniu;
•   procesy technologiczne.

W przemyśle górniczym, odlewniczym, materiałowym, spawalniczym, przetwórczym (azbestu) zagrożeniem są pyły. Powodują one wiele chorób, m.in. pylicę płuc. Dodatkowo notuje się emisję związków powodujących zatrucia (np. ołów (Pb) lub tlenek węgla(CO)).  

Zanieczyszczenie może oddziaływać na środowisko w dużej ilości i krótkotrwale lub długo ale małym stężeniem. Najczęściej dochodzi do współdziałania zanieczyszczeń. Ich jednoczesne działanie może dać dużo gorsze konsekwencje, niż gdyby każda z tych substancji działała osobno.

Wszystkie szkodliwe substancje mają ustalone swoje najwyższe dopuszczane stężenia. Są one inne dla obszarów takich jak uzdrowiska, parki narodowe i krajobrazowe, rezerwaty przyrody. Również inne stosuje się w odniesieniu do powietrza stanowisk pracy.

GLEBA

Za zanieczyszczenie strefy glebowej odpowiedzialne są związki chemiczne oraz radioaktywne. Również anormalne zagęszczenie mikroorganizmów żyjących w glebie traktujemy jako zanieczyszczenie. Organizmy te są niezbędne dla właściwego obiegu materii oraz energii w danym ekosystemie. Zanieczyszczenia pochodzą z odpadów, pyłów i substancji lotnych emitowanych przez przemysł, z komunikacji samochodowej i innej, a także z rolnictwa (nawozy azotowe i fosforowe, pestycydy). Konsekwencją wpływu zanieczyszczeń jest pogorszenie urodzajności gleby (co mści się obniżeniem wielkości i jakości plonów), zaburzeniem okresu wegetacji u roślin, degradacja szaty roślinnej oraz konsekwencje w postaci korozji budynków i innych obiektów, np. wodociągów. Najczęstszymi zanieczyszczeniami gleby są: związki organiczne (np. pestycydy), metale ciężkie (np. rtęć, cynk), i związki azotu.

Chemiczne właściwości gleby mogą zostać przekształcone w wyniku zmiany jej pH (odczynu) na bardziej kwaśny (zakwaszenie) lub zasadowy (alkalizacja), może to być jej zasolenie lub inna forma antropopresji, niezamierzonej lub celowej. Odczyn to podstawowa cecha gleby. Ma wpływ na procesy glebowe, erozje wietrzną skał macierzystych, proces mineralizacji oraz humifikacji szczątków organicznych, proces wzrostu roślin, proces nitryfikacji (w wyniku tego procesu powstają azotany) i proces denitryfikacji (z azotanów powstaje amoniak, azot). Ma także wpływ na organizmy, które żyją w glebie. Organizmy te nazywamy edafonem. Zakwaszenie to rezultat zachodzących w glebie reakcji rozkładu związków organicznych, a także życiowych przemian organizmów roślinnych. Produktami tych przemian są kwasy organiczne i nieorganiczne. Ponadto na zakwaszenie wpływa nitryfikacja i proces hydrolizy soli pierwiastków glinu (Al) i żelaza (Fe). Dodatkowo proces napędzają kwaśne opady, niosące jony siarczkowe, chlorowe oraz azotanowe, a także inną materię wymywaną z powietrza atmosferycznego. Kwaśne opady mają tak negatywny wpływ, ponieważ powodują rozkładanie się pierwotnej oraz wtórnej substancji mineralnej, uwalnianie z kompleksów glinokrzemianowych glinu (w takiej formie ma on właściwości toksyczne), wypłukiwanie cząstek mineralnych będących jednostką strukturalną kompleksu sorpcyjnego, a także spadek aktywności organizmów glebowych. w przypadku alkalizacji najważniejszym procesem jest wypłukiwanie pyłów zawieszonych w atmosferze. Są to pyły pochodzące z cementowni, a także będące efektem nadmiernego wapniowania.

  Związkami bardzo niebezpiecznymi dla gleby są azotany. Ich źródłem jest przede wszystkim rolnictwo, a konkretnie stosowane w nim nawozy sztuczne. Roślina wchłania tylko 50% stosowanego nawozu. Reszta przedostaje się do gleby i wód gruntowych, bezpośrednio im szkodząc. Azotany mogą się dostawać do gleby także ze ściekami i lub z zanieczyszczonej atmosfery. Azotany mają bezpośredni wpływ na rośliny:

- opóźniają ich dojrzewanie;

- zmniejszają odporność na patogeny;

- dają początek kancerogennym i teratogennych nitrozoamin;

- zwiększają fitotoksyczność;

- powodują niedobór miedzi w organizmie roślinnym.

Nie tylko roślina ponosi konsekwencje, także człowiek i zwierzęta, które ją spożywają są narażone na jej negatywne działanie.

Żyzność gleby zostaje poważnie naruszona w wyniku działania nawozów i zanieczyszczeń, które bezpośrednio zmniejszają jej poziom akumulacyjny i naruszają próchnicę. Jak wiemy próchnica jest miejscem w glebie, w którym gromadzą się minerały i związki organiczne tak istotne dla właściwości gleby. Wpływając negatywnie na próchnice zmniejszamy jej ilość i jakość, zakwaszamy ją, a wapń, magnez, czy potas (kationy zasadowe) w niej zawarte są wymywane. Gleba zostaje zdegradowana, a jej stopień bonitacji (żyzności) obniżony. Wszelkie zabiegi rolnicze począwszy od stosowania nawozów sztucznych, a skończywszy na pestycydach, działają degradująco na glebę i ogólnie na środowisko.

Istnieje wiele czynników negatywnie oddziaływujących na glebę, np. klimat, wylesienie, czy obniżenie poziomu naszych wód gruntowych. Z wylesieniem bezpośrednio wiąże się proces denudacji. Polega on na zaburzeniu struktury profilu glebowego, i bezpośrednim oddziaływaniu erozji zarówno wodnej, jak i wietrznej. Innymi destrukcyjnymi procesami są: tzw. zmęczeni gleby, wyczerpywanie biogenów roślinnych, zanik powierzchni uprawnych. Poprzez zmęczenie gleby należy rozumieć spadek żyzności gleby, wynikający z zaburzeń równowagi dynamicznej gleby, które z kolei jest efektem zanieczyszczeń lub nierozsądnego nawożenia. Gdy gleba jest zanieczyszczona wpływa również na zanieczyszczenie wód. Poziom eluwialny gleby zostaje wypłukany i wszystkie zanieczyszczenia do stają się do wód podziemnych oraz powierzchniowych.

OCHRONA WODY

Ochrona naszego środowiska to sprawa priorytetowa. Chroniąc powietrze i glebę nie możemy zapominać o ochronie wód. Jak wiemy woda jest czynnikiem niezbędnym do życia. Bez niej żaden organizm na ziemi nie mógłby istnieć. W celu jej ochrony i polepszenia jej aktualnego stanu powinniśmy:

•   napowietrzać wody śródlądowe stojące;
•   stosować technologie wyłącznie bezściekowe;
•   modernizować cykle produkcyjne tak, aby krążenie wody odbywało się w obiegu zamkniętym, a woda zawarta w ściekach była odzyskiwana;
•   wykorzystywać powtórnie wody pokopalniane;
•   lepiej organizować tereny hałd przemysłowych i wysypisk śmieci;
•   zwiększyć liczbę oczyszczanych ścieków;
•   neutralizować osady ściekowe.

Rozróżniamy następujące metody oczyszczania ścieków:

•   mechaniczną – metoda ta jest oparta na procesach umożliwiających usunięcie ze ścieku zanieczyszczeń nierozpuszczalnych. Zaliczamy do nich: ciała stałe oraz tłuszcze, które ulegają flotacji, bądź też sedymentacji. W tym celu stosuje się specjalne urządzenia rozdrabniające, osadniki, odtłuszczacze, a także specjalne kraty lub sita służące do wydzieleniu ze ścieku zanieczyszczeń (cedzenie);
•   chemiczne – proces oczyszczania chemicznego opiera się na wytrącaniu pewnych związków rozpuszczalnych, bądź też ich neutralizacji w wyniku zastosowania następujących procesów: koagulacja, sorpcja substancji na węglu aktywnym;
•   biologiczne – jest to najważniejsza z metod oczyszczania ścieków. W jej trakcie dochodzi do zmineralizowania zanieczyszczeń, poprzez działanie mikroorganizmów. Stanowią je bakterie tlenowe, tworzące czynną formę osadu. W skład biologicznej oczyszczalni ścieków wchodzą: złoża biologiczne, specjalne komory osadu czynnego, a także komory fermentacyjne.

Aby ochronić wodę musimy pamiętać o równoczesnej ochronie powietrza i gleby. Przykładowo aby zadbać o glebę zawsze musimy pamiętać o: pokryciu jej szatą roślinną; musimy zabezpieczyć ją przed wpływem erozji, oraz zanieczyszczeniami rolniczymi; jeśli stosujemy nawozy mineralne lub organiczne, pestycydy lub herbicydy musimy robić to rozsądnie. W przypadku powietrza powinniśmy znacznie ograniczyć emisję szkodliwych substancji (metali ciężkich, popiołów, gazów trujących i pierwiastków radioaktywnych), które podlegają różnym reakcją w atmosferze, a następnie opadają na ląd lub do wody.

OCHRONA POWIETRZA

Bardzo dużym problemem, w przypadku zanieczyszczeń atmosferycznych, są mało progresywne procesy technologiczne, oraz spalania. Aby dokonać potrzebnych modernizacji niezbędnym jest:

- zastosowanie urządzeń odpylających, a także oczyszczających wysokiej jakości (zaliczamy do nich elektrofiltry i cyklony), hermetyzacja groźnych procesów (zarówno produkcyjnych, jak i transportu), wprowadzenie procesu odsiarczania paliwa oraz nowe rozwiązania w technologii spalania (zastosowanie kotłów fluidalnych i montaż palników niskoemisyjnych). Tego rodzaju działania i urządzenia pozwolą nam unieszkodliwiać gazy odlotowe, a także wyeliminować problem zanieczyszczeń zawartych w wyziewach przemysłowych.

- wyeliminowanie problemu spalin samochodowych. W tym celu należy wprowadzić do powszedniego użytku benzynę bezołowiową lub paliwo gazowe. Rozwiązaniem mogłyby być również silniki elektryczne, należy jednak uwzględnić, iż produkcja prądu nie jest procesem obojętnym dla naszego środowiska. Równierz powinniśmy zadbać aby wzrosły nasze standardy, zarówno w zakresie jakości pojazdów, jak i ich parametrów eksploatacyjnych.

Dla ochrony powietrza bardzo ważne jest zastosowanie jak największej liczby pasów zieleni. Stanowią one naturalną barierę, która ma właściwości ochronne. Przykładowo przepuszczając przez pięciuset metrowy kawałek dwudziesto letniego lasu powietrze, które zawiera dwutlenek węgla (CO₂) i siarkowodór (H₂S), oczyszczamy je w około 66%, w stosunku do stanu pierwotnego.

Z zanieczyszczeniami powietrza wiąże się wiele niełatwych problemów. Aby je rozwiązać należy podjąć dobrze skoordynowane i zorganizowane działania, przeprowadzone przez rzetelne, kompetentne osoby i w oparciu o dokładne i wiarygodne informacje. Aktualnie polityka ekologiczna Polski, w zakresie ochrony powietrza, dąży do:

•   restrukturyzacji i zmodernizowania naszego przemysłu;
•   likwidacji lub dostosowania do norm przestarzałych technologii ;
•   wprowadzenia katalizatorów i benzyny bezołowiowej;
•   zmniejszenie zużycia węgla, dzięki wykorzystaniu alternatywnych źródeł energii;
•   wykorzystanie produktów ubocznych procesów technologicznych, np. wykorzystanie metanu (CH₄), uwalnianego przy wydobyciu węgla. Metan może być źródłem wysokoenergetycznego gazu;
•   polepszenie jakości gatunkowej paliw energetycznych ;
•   instalacja tzw. kotłów fluidalnych;
•   zamontowanie urządzeń odpylających na wszystkich emitorach;
•   weryfikację kryteriów odnośnie oceny stopnia zanieczyszczenia;
•   surowsze kary za zanieczyszczanie środowiska;

OCHRONA GLEBY

Ochronę gleb stanowią wszystkie działania i czynniki, których działania dążą do:

•   zminimalizowania negatywnego wpływu erozji wietrznej oraz wodnej;
•   zmniejszenie wpływu na glebę zanieczyszczeń pochodzących z przemysłu , komunikacji i rolnictwa;
•   wzmożona kontrola nad procesami osuszania i nawadniania gleb;
•   zapobieganie mechanicznym zanieczyszczeniom, oraz deformacjom gruntu z przyczyn technicznych;
•   dbanie o nieskazitelność gruntów, mających zalety ekologiczno-produkcyjne;
•   zmniejszenie ilości gruntów wykorzystywanych do zabudowy technicznej lub eksploatacji kopalin.

Zarówno woda, jak i wiatr mają bardzo negatywny wpływ na glebę. Niszczycielski spływ wód, czy silne wiatry powodują jej erozję. Aby się temu przeciwstawić niezbędnym jest zastosowanie szeregu działań zarówno w  rolnictwie, jak i w melioracji. Takim działaniem może być budowanie dróg o małym spadzie, stawianie tarasów przy stromych stokach, kontrolowany wyręb drzew, czy tworzenie nowych pasów zieleni.  W przypadku przemysłowej degradacji związkami chemicznymi rozwiązaniem znacznie poprawiającym stan gleby jest zmniejszenie emisji pyłów i gazów, tworzenie osłon biologicznych (pasów zieleni), lepsza organizacja składowisk odpadów, umiejscawianie nowych przedsięwzięć (np. przemysłowych) na obszarach o najniższej jakości gleby, dobór sposobu użytkowania deternu i rodzaju produkcji roślinnej w zależności od jakości środowiska na danym terenie.

Samooczyszczanie wód

Niestety w dzisiejszych czasach jakość wody pozostawia wiele do życzenia. Zanieczyszczenie wód jest tak duże, że odnalezienie zbiorników, czy rzek o zupełnie czystej wodzie jest rzadkością. Nawet jeśli dane źródło wody znajduje się daleko od miast, czy okręgów przemysłowych, jest zasilane zanieczyszczeniami z opadów atmosferycznych. Jak wiemy zanieczyszczenia powietrza spadające wraz z opadem mają wysoce mobilny charakter, niejednokrotnie transgraniczny. Generalnie zanieczyszczenie wód jest bardzo trudne do zdefiniowania. Na potrzeby właściwego gospodarowania wodą przyjęto, iż: mianem zanieczyszczenia wody określamy stan wody wynikły z pośrednich lub bezpośrednich działań człowieka, w którym jej skład jest tak dalece odmienny od pierwotnego, że nie jest ona zdatna (lub jej użycie jest ograniczone) do spożycia, hodowli ryb, użytku gospodarczego lub w przemyśle. Natomiast pod kontem biologicznym za zanieczyszczenie  wody przyjmuje się wszystko co oddziałuje negatywnie na organizmy wodne i na konsumentów tej wody, czyli ludzi i zwierzęta. Tak więc mogą to być substancje organiczne o nadmiernym stężeniu, zanieczyszczenia termiczne, obecność związków radioaktywnych, wirusy, czy też bakterie chorobotwórcze. Wszystkie te czynniki wpływają jednakowo na środowisko wodne – zmieniają jego właściwości fizykochemiczne. Konsekwencją tego jest wymieranie organizmów mniej tolerancyjnych na zanieczyszczenia (stenotypowych), a osiedlanie się tych bardziej tolerancyjnych (eurytypowych), prowadzi to do zmniejszenia bioróżnorodności i zaburzenia całego ekosystemu. Niekiedy zatrucie wody jest tak duże, że wymierają wszystkie organizmy. Dzieje się tak w przypadku, gdy do wody w krótkim czasie dostanie się nadmierna ilość substancji toksycznych lub zanieczyszczeń. Powstają wtedy tzw. martwe strefy wodne. Jednym słowem zanieczyszczenia wód są przyczyną ogromnych zakłóceń w środowisku wodnym, zarówno od strony biotycznej, jak i abiotycznej.

Organizmy, żyjące w wodach powierzchniowych mają duże znaczenie dla procesów samooczyszczania. Pobierają tlen i substancje odżywcze, a następnie wydalają produkty przemiany materii, czym pomagają likwidować zanieczyszczenia, a tym samym przywracać naturalną postać wody.

Zjawisko samooczyszczania się wód to proces fizyko-chemiczny. Polega on na eliminowaniu zanieczyszczeń przez samą naturę, a bez ingerencji człowieka. Dotyczy to zarówno rzek, jak i jezior i innych zbiorników stojących. Jednak w różnych typach wód zachodzi on z różną intensywnością. Najczęściej bada się samooczyszczanie w wodach płynących.

W trakcie samooczyszczania można zaobserwować takie procesy jak sedymentacja lub adsorpcja. W przypadku neutralizacji związków organicznych, ważną rolę odgrywają procesy fotolizy oraz parowania powierzchniowego.  Wielkie znaczenie ma także prędkość przepływu wody w rzece i ewentualne rozcięczenie zanieczyszczonej rzeki innymi, np. czystymi wodami z dopływów.

PROCESY SAMOOCZYSZCZANIA

Rozcieńczanie zanieczyszczeń wodą odbiornika, oraz ich mieszanie – procesy te odgrywają bardzo ważną rolę. Poprzez Rozcieńczenie zanieczyszczonej wody wodą z odbiornika obniża się stężenie szkodliwych substancji w niej zawartych. Tego rodzaju zjawisko najczęściej ma miejsce w wodach płynących. Jednak nie zachodzi w nich równomiernie. Czynnikiem regulującym to zjawisko jest proces mieszania wody w rzece, które z kolei zależy od prędkości przepływu rzeki w korycie i od cyrkulacji wody na całym przekroju poprzecznym koryta. Dzięki ciągłemu przepływowi i mieszaniu się wody proces natleniania wody jest intensywniejszy, równocześnie dochodzi do wypychania z wody, na drodze dyfuzji, produktów przemiany materii w postaci lotnej (dwutlenku węgla i azotu). Dzięki tym procesom same organizmy mają zapewniony lepszy kontakt z substratami krążącymi w wodzie. Mieszanie i rozcieńczania są bardzo ważnymi procesami, niestety występują tylko w rzekach. Jeziora i stawy ulegają minimalnemu mieszaniu pod wpływem różnicy temperatur warstw wody, lecz jest to proces minimalny w stosunku do wędrówki wody w korycie rzecznym.

Sedymentacja zawiesin – pomaga w likwidacji zanieczyszczeń organicznych, równocześnie zwiększając przejrzystość wody (spada mętność). Zachodzi wszędzie, gdzie prędkość przepływu spada, mogą to być zbiorniki zaporowe, zatoki, czy rozlewiska. Sedymentacja polega na opadaniu cząstek substancji szkodliwych, zawieszonych w toni wodnej na dno. Zjawisko zależne jest od prędkości płynącej wody . W małych, nizinnych rzekach przepływ ten jest równy 0,1-1m/s; w rzekach górskich 1,5-2,5m/s. Przykładowo w środkowym biegu rzeki Wisły przepływ jest równy około 1m/s, a w zbiorniku Włocławek mieści się w granicy od 0,1m/s w miejscu zapory, do 0,8m/s na jego początku.

Z silną sedymentacją mamy do czynienia, gdy do rzeki odprowadzane są nieczyszczone ścieki, zawierające dużo zawiesiny. Gdy doprowadzane ścieki są oczyszczone sedymentacja raczej nie zachodzi. Jest to możliwe tylko w przypadku, gdy rzeka płynie wolniej, niż wypływający z oczyszczalni ściek, lub gdy ściek jest nieprawidłowo oczyszczony. Ściek w osadnikach wtórnych oczyszczalni ścieków osiąga przepływ równy 0,01-0,05 m/s.

Należy pamiętać, że nagromadzone na dnie zanieczyszczenia stanowią swego rodzaju bombę z opóźnionym zapłonem. Gdy sedymentacja jest zbyt intensywna, może dojść do wtórnego zanieczyszczenia. Może dojść do anaerobowego rozkładu się substancji organicznych skumulowanych w osadach zalegających na dnie, wymycia z osadu części nieorganicznej oraz uniesienie osadów dennych w całości, co z kolei wiąże się z powrotem zanieczyszczeń do wody. Tak więc nagromadzenie się w osadach dennych zbyt dużej ilości zanieczyszczeń jest niekorzystne. 

Również niekorzystnym jest, jeśli w osadach zbiera się za dużo substancji organicznych. Występuje tam środowisko beztlenowe i dochodzi do beztlenowego rozkładu związków organicznych. Towarzyszy temu charakterystyczne wydzielanie się gazów. W 14% jest to dwutlenek węgla (CO₂), w 17% metan (CH₄) i w 69% azot (N₂), może powstać również siarkowodór (H₂S).  Niekiedy wydzielające się gazy mogą wynosić razem z sobą cząstki osadów dennych. Zarówno gazy, jak i wynoszony osad z dna przyczyniają się do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie. częste deficyty tlenu notuje się właśnie w miejscach o wolnym przepływie wody.

Adsorpcja – zjawisko, którego skuteczne działanie opiera się na odkładaniu się zanieczyszczeń na powierzchni dna rzeki , jej brzegów, na elementach zatopionych w rzece, czy obiektach hydrotechnicznych. Proces oczyszczania przebiega podobnie jak w złożach zanurzonych, mianowicie tworzę się błonki biologiczne, w środku których zachodzi proces oczyszczania. Tego rodzaju oczyszczaniu mogą podlegać głównie organiczne typy zanieczyszczeń; z nieorganicznych są to tylko nieliczne metale ciężkie. Metale te mogą ulegać adsorpcji również na cząstkach zawiesin. Adsorpcja jest bardzo pomocnym dla samooczyszczania zjawiskiem, jednak podobnie jak w przypadku sedymentacji może dojść do wtórnego zanieczyszczenia wody, tzw. desorpcji. Wtedy wszystkie nagromadzone substancje przechodzą z powrotem do wody. 

Oczyszczanie biologiczne – stanowi najważniejszy element samooczyszczania. Składają się na nie cztery procesy: biosorpcja, mineralizacja, bioakumulacja i immobilizacja.

a) Biosorpcja jest procesem wstępnym do rozkładu substratu. Na powierzchni komórki dochodzi do zjawiska wymiany składników na drodze dyfuzji. Część z nich przenika do wnętrza komórki, natomiast produkty przemiany materii i ektoenzymy przenikają w kierunku przeciwnym. W przypadku biosorpcji, związki chemiczne na powierzchni komórki zatrzymują się na dużo krótszy okres, niż przykładowo podczas adsorpcji. Warunkiem zajścia adsorpcji jest właśnie stała regeneracja powierzchni, która wymaga ciągłej wymiany pomiędzy wewnętrznym, a zewnętrznym środowiskiem komórki.

Niekiedy dochodzi do gromadzenia się pewnych związków na powierzchni mikroorganizmów. Tymi związkami są tlenki oraz wodorotlenki żelaza, a także manganu. Zjawisko to nie zostało ostatecznie wyjaśnione. Nie wiadomo, czy istnieje jakaś przyczyna gromadzenia się tych związków (z powodu fizjologicznego), czy też gromadzą się one biernie. Zjawisko to również zaliczamy do biosorpcji. 

b) Mineralizacja jest procesem opierającym się na tzw. enzymatycznym rozkładzie, któremu ulegają związki organiczne. W jego trakcie dochodzi do wykorzystania energii oraz biogenów, a także do wydalenia dwutlenku węgla (CO₂), wody (H₂O), reszt kwasowych azotanów, fosforanów i siarczanów, będących produktami mineralnymi (zaliczanymi do prostszych).  Podstawą tego procesu jest obecność drobnoustrojów, warunkujących enzymatyczny rozkład. Mineralizacja  może  zachodzić w dwóch etapach. W pierwszym dochodzi do biodegradacji, polegającej na rozkładzie części organicznej związków, dając produkty mineralne. Drugi etap polega na utlenianiu wszystkich produktów nieorganicznych. Jako przykład posłuży mineralizacja białek. Hydroliza oraz dezaminacja aminokwasów, a także utlenianie reszt kwasu organicznego (powstaje z wydzieleniem amoniaku – NH₃)  to procesy prowadzące do biodegradacji.  Drugi etap mineralizacji białek to nitryfikacja. Polega on na utlenianiu  amoniaku, aż do azotanów. Każdy z procesów zachodzących podczas mineralizacji katalizowany jest przez enzymy.  Do mineralizujących drobnoustrojów zaliczamy głównie bakterie, promieniowce, glony (np.. sinice), i grzyby miksotroficzne. Hydroliza zachodzi najczęściej wewnątrz komórki. Jedynie w przypadku związków wielocząsteczkowych, takich jak białka, czy celuloza, rozkład zachodzi poza komórką, a następnie produkty tego rozkładu są transportowane (na drodze dyfuzji) do wnętrza ustroju i dalej utleniane. W związku z tym, iż mineralizacja to proces tlenowy, może być powodem poważnych deficytów tlenowych.

Gdy mamy do czynienia z warunkami beztlenowymi, w rolę organizmów rozkładających martwą materię organiczną wcielają się bakterie beztlenowe. Rozkład beztlenowy opiera się na zjawisku gnicia albo fermentacji. Produktami rozkładu są często związki o nieprzyjemnym zapachu (siarkowodór, indol i skatol), trujące (amoniak i siarkowodór) i inne (kwasy organiczne, metan, aminy i amoniak).

c) Bioakumulacja polega na czerpaniu z wody związków danych lub jonów, a następnie ich odkładania w komórce we wciąż wzrastających ilościach. Odkładają się tylko te związki, które nie ulegają rozkładowi biologicznemu. W przypadku jonów - ich komórki nie są zdolne do metabolizmu. Bioakumulacji ulegają najczęściej chlorowane węglowodory oraz sole metali ciężkich. Są to związki gromadzące się w komórce i powodujące zachodzenia w niej niekorzystnych zmian.  Mogą doprowadzić do wakuolizacji cytoplazmy, czy też spadku aktywności enzymatycznej. Przykładowo miedź (Cu) i ołów (Pb) kumulują się na początku w ściankach komórek, by następnie przejść do cytoplazmy. Gdy komórka umiera (ulega lizie) wszystkie te związki przedostają się z powrotem do wody. Reasumując bioakumulacja to proces, podczas którego zanieczyszczenia są tymczasowo przetrzymywane w obrębie komórki, a następnie wracają do wody. Dodatkowo ważnym jest fakt, iż normalnie metale ciężkie występują w mniejszych ilościach, niż w warunkach ich nagromadzenia w komórkach, a jak wiemy aby organizm umarł potrzebna jest duża dawka tych pierwiastków, której właśnie taka kumulacja może dostarczyć.

d) Immobilizacja, czyli tzw. unieruchomienie. Jest zjawiskiem odwrotnym do mineralizacji, polegającym na przekształcaniu pierwiastków nieorganicznych w twory organiczne, a następnie wbudowaniu ich w komórkę.

Wymiana lotnych składników wody i powietrza – jest to proces ważny dla samooczyszczania. Polega na uwalnianiu gazów ( dwutlenku węgla - CO₂, azotu - N₂ , metanu - CH₄ ), powstających w czasie przemiany materii, które dyfundują do atmosfery. Proces ten ma również na celu utrzymanie równowagi w zawartości gazów, które mogą się rozpuszczać w wodzie, pomiędzy środowiskiem wodnym, a atmosferą. Zwłaszcza ważna jest dyfuzja tlenu do wody. Tlen jest niezbędny do oddychania dla wszystkich organizmów i do zajścia procesu mineralizacji. Przechodzenie tlenu pomiędzy fazą wody, a fazą powietrza zależne jest od następujących czynników: wysokości temperatury i ciśnienia. Dodatkowo wielkość pobieranego gazu występuje w proporcji równej jego deficytowi, a więc różnicy pomiędzy aktualną zawartością tlenu, a warunkach 100% nasycenia nim wody. Gdy woda jest przesycona tlenem zachodzi proces odwrotny, polegający na przenikaniu tlenu z środowiska wodnego do atmosfery.

W przypadku takich gazów jak: dwutlenek węgla (CO2), azot (N2) deficyty i nadmiar mogą przemieszczać się pomiędzy wodą, a atmosferą wtedy, gdy nasycenie wody tymi gazami jest pełne, natomiast procesy rozkładu je nadal dotaczają w postaci produktów końcowych.

Innym gazem jest metan (CH₄). Może on przechodzić jedynie z wody do atmosfery, nie na odwrót. Powstaje on w środowisku beztlenowy, czyli na dnie zbiornika. Jest gazem lżejszym, niż woda, dlatego bardzo szybko z niej uchodzi. 

Wymiana pomiędzy osadami dennymi i wodą – wpływa na skład chemiczny wody. Chodzi głównie o proces wytrącania się niektórych soli, a następnie ich opadania na dno. Podobnie w drugą stronę – oddawanie substancji do wody, będących produktami metabolizmu organizmów dennych.

Samooczyszczanie to szereg procesów:

•   przemieszczanie się substancji w kierunku osadów dennych, proces sedymentacji zawiesiny (tej organicznej i nieorganicznej);
•   szereg reakcji zachodzących w środowisku wodnym albo na powierzchni zawieszonych w wodzie cząstek. Zaliczamy do nich:

- reakcje chemiczne > zaliczamy do nich: reakcje neutralizacji kwasów, przy pomocy zasad i na odwrót; reakcje oksydoredukcyjne; adsorpcje i precypitacje;

- reakcje biochemiczne > zaliczamy do nich: reakcję hydrolizy; reakcję dysymilacji połączeń organicznych; reakcje utleniania oraz redukcji substancji mineralnych; immobilizację; reakcje w skutek których wytrącają się związki rozpuszczalne; reakcje towarzyszące przeprowadzeniu w formy gazowe i rozpuszczalne;

•   reakcje towarzyszące wymianie substancji postaci lotnej, pomiędzy wodą, a atmosferą. Zaliczamy do nich:

- dyfuzja gazowych produktów, powstających w wyniku przemiany materii, do atmosfery;

- zachowanie równowagi gazów rozpuszczonych pomiędzy wodą i atmosferą;

•   reakcje transformacji oraz utleniania osadów dennych; ich chemiczne, a także biochemiczne utlenianie.

EFEKTYWNOŚĆ SAMOOCZYSZCZANIA, A CZYNNIKI EKOLOGICZNE

Warunki biocenologiczne

Biocenoza, czyli żywa część ekosystemu, może ulegać zachwianiom równowagi. Najczęściej ma to charakter przejściowy i po pewnym czasie wszystko wraca do równowagi. Dzieje się tak dzięki działaniu procesów regulacji ekologicznej, które przywracają pierwotnie istniejący stan biocenozy.  Niestety w przypadku, gdy przyczyna owych zaburzeń działa długo i uciążliwie, wtedy może dojść do nieodwracalnych zmian przyrody. Ustala się wtedy nowa struktura biocenozy, oparta na nowych warunkach jakościowo – ilościowych w populacjach organizmów. Taką presję mogą wywierać zanieczyszczenia. Te z rodzaju organicznych preferują warunki dla rozwoju hetero – mikroorganizmów. Organizmy samożywne - fotoautotrofy i chemoautotrofy, pomagają w resorpcji dużej ilości produktów mineralnych, powstających w czasie procesu biodegradacji. Natomiast ilość organizmów samożywnych (autotrofy), w stosunku do ilości organizmów  cudzożywnych (heterotrofy), ma ogromny wpływ na efektywność procesu samooczyszczania. Innym czynnikiem wpływającym na proces samooczyszczania jest tempo przyrostu biomasy w poszczególnych populacjach. Według Wuhrmanna (1974) mikroflora cudzożywna w warunkach beztlenowych jest w stanie z jednego grama węgla organicznego pobranego z wody wybudować ponad 0,5 grama własnych komórek.  Te z gatunków, które w biocenozie są dominującymi, potrzebują do egzystencji azotu i węgla. Są to organizmy biorące udział w procesie biodegradacji.

Kolejnym ważnym elementem biocenotycznym jest struktura, według której rozmieszczone są mikroorganizmy w objętości wody, a także szybkość z jaką substraty zawarte w wodzie są transportowane do wnętrza komórek. Drobnoustroje w środowisku wodny tworzą zbiorowiska podobne do planktonowych, bentosowym, czy peryfitonowym. Z wyżej wymienionych najważniejsze są organizmy osiadłe peryfitonu oraz bentosu.  Naukowiec Wuhrmann (1974) dowodzi, iż dobrze rozwinięte grupy peryfitonowe, w których dominuje gatunek  Sphaerotilus natans, stanowi ok. 70 gram węgla organicznego na jednym metrze kwadratowym powierzchni, natomiast biomasa planktonu w jednym metrze sześciennym wody zawiera jedynie 1 gram węgla organicznego. W przypadku transportu substratów z wody do komórek, zależy on od szybkości przepływu i stopnia w jakim woda jest mieszana.

Tleni jego funkcje

Tlen jest bardzo ważnym elementem ekosystemów wodnych. Jest czynnikiem biorącym udział w mineralizacji. Jego rola polega na przyjmowaniu wodoru podczas reakcji utleniania związków organicznych (substratów) oraz  zredukowanych związków azotu, fosforu i innych. Proces mineralizacji jest bardzo ważny w samooczyszczaniu i przebiega dwuetapowo.

Etap I – nazywany etapem - właściwego rozkładu związków organicznych. Polega na hydrolitycznym rozkładzie złożonych cząsteczek, a następnie ich utlenianiu. w wyniku reakcji powstaje dwutlenku węgla (CO₂), woda (H₂O) i w przypadku utleniania białek amoniak (NH₃).

Etap II – to utlenianie związków mineralnych, będących produktami biodegradacji. Przykładowo może to być utlenianie amoniaku (NH₃) do azotynów (NO₂^-), a następnie do azotanów  (NO₃^-).

Czas potrzebny do zajścia procesu to w przybliżeniu 20 dni. W tym okresie tlen pobierany jest nierównomiernie. Najwięcej jest pobierane podczas pierwszych 5 dni, kiedy to większa część substratów zostaje utleniona. Są to związki bardziej podatne na biodegradacje. Z każdym następnym dniem ilość pobieranego tlenu maleje. Cały proces w świecie nauki funkcjonuje pod nazwą biochemicznego zapotrzebowania na tlen (BZT) i stanowi metodę określającą ilość zużytego (przez organizmy) tlenu w określonym czasie. Metodę tą przeprowadza się w czasie 5 dni, dlatego też jej kompletna nazwa to biochemiczne zapotrzebowanie na tlen w ciągu 5 dni (BZT₅). Wyniki wyraża się w miligramach tlenu na metr sześcienny wody. Dzięki tej metodzie jesteśmy w stanie oszacować stężenie substancji organicznych zawartych w badanej wodzie.

  Biochemiczne utlenianie to proces przebiegający zgodnie z reakcją monomolekularną (Streeter i Phelps - 1935). Ten typ reakcji polega na tym, iż w danym czasie utlenia się liczba organicznych substancji, proporcjonalna do wielkości pozostałych utlenionych substancji i tych, które jeszcze nie zostały utlenione. W oparciu o to odkrycie naukowiec Imhoff (1963) dociekł, iż BZT ulega zmianie o określoną wartość we wszystkich jednakowo podzielonych odcinkach czasowych. Przy temperaturze 200°C i w czasie jednej doby wartość ta wynosi zawsze 20,6% całkowitej wartości BZT. Innym czynnikiem mającym niezastąpiony wpływ na BZT są drobnoustroje, a konkretnie ich liczba , rodzaj i aktywność. W przypadku, gdy w wodzie brak tych organizmów, i chociaż tlenu i substratów jest pod dostatkiem, proces mineralizacji nie zajdzie. W środowisku nieskażonym takich sytuacji nie notuje się, występują one najczęściej w parze z obecnością związków toksycznych, uniemożliwiających wytwarzanie przez nie enzymów lub zabijających je. Metoda BZT zastosowana w takich warunkach środowiska nie odzwierciedla rzeczywistego stopnia zanieczyszczenia badanej wody. Określenie linii tlenu wyznacza wartość niedoboru tlenu, wyznaczana po uwzględnieniu każdego źródła powodującego spadek i wzrost ilości tlenu na danym odcinku badanej rzeki. 

Przy pomocy linii tlenowej określamy wielkość zanieczyszczenia, i równocześnie postęp samooczyszczania. Linia ta wyznacza cztery odrębne strefy samooczyszczania: największego obciążenia, strefę rozkładu, regeneracji oraz wody czystej; ma ona trzy specyficzne punkty: wstępny, krytyczny i przegięcia. Pierwszy z punktów znajduje się poniżej źródła, które zanieczyszcza. Dopływa tam mnóstwo materii organicznej, i to właśnie tam notuje się największe zużycie tlenu w czasie mineralizacji. Uzupełnienie zużytego tlenu jest niemożliwe (dyfuzja z atmosfery jest zbyt mało wydajna), w związku z tym tlenu ubywa, aż się skończy. Strefa, w której deficyt tlenowy (w danej strefie) osiąga maksimum nazywamy krytycznym. Natomiast w strefie regeneracji woda wraca do swego normalnego stanu. W punkcie przegięcia procesy rozkładu są znacznie mniej intensywne, ponieważ tlenu dyfundującego z atmosfery jest za mało, w stosunku do jego zużycia.

Dzięki zdobytemu doświadczeniu na temat roli tlenu w samooczyszczaniu, jesteśmy w stanie zapewnić, choć w pewnym stopniu, ochronę środowiska wodnego przed zanieczyszczeniami. 

Wpływ temperatury

Temperatura jest czynnikiem o ogromnym wpływie na organizmy żywe. W naszych wodach, raczej nie przekracza 22°C. W temperaturze 0°C ulega zwolnieniu wiele funkcji fizjologicznych, między innymi rozmnażanie u bakterii. Podobnie jest w przypadku mineralizacji, która zachodzi mniej intensywnie właśnie w zimie. Zdarzają się gatunki bakterii (np.  Sphaerotilus natans), które do egzystencji potrzebują temperatury wyższej niż 4°C, w innym wypadku wymierają. Także bakterie nitryfikacyjne oraz metanowe reagują podobnie.

Temperatura wody mając wpływ na organizmy wodne, musi mieć również wpływ na przemiany biochemiczne. Jeśli jest wyższa przyspiesza rozmnażanie organizmów (u bakterii skraca tzw. czas generacji), natomiast gdy spada opóźnia je. Jeśli podwyższona temperatura jest dogodna dla rozwoju danego gatunku, wpływa to na zmianę struktury całej biocenozy. Przyrost liczby tego gatunku może być korzystny, wtedy gdy ten gatunek sprzyja samooczyszczaniu. Niestety z równym prawdopodobieństwem może to być gatunek działający w przeciwnym kierunku.

Podgrzewanie wód w okresie jesieni, zimy oraz  wiosny wydłuża okres, w którym osady denne ulegają mineralizacji. Bez tych zabiegów mineralizacja zachodzi tylko w lecie (okresie wegetacyjnym).  Natomiast porą letnią często stosuje się zabieg odwrotny. Chłodząc wodę w okresie upałów, zwłaszcza w zbiornikach płytkich i przy niskich stanach wód, stwarzamy lepsze warunki dla rozkładu zanieczyszczeń. W tym czasie podgrzanie wody zubożyło by jej zawartość tlenu.

Te wszystkie zależności często są przyczyną niedoboru tlenu w wodzie i zaburzają proces samooczyszczania się ekosystemów wodnych.

Odczyn wody

Dla organizmów mikroskopijnych najlepsze pH oscyluje przy wartości równej 7.  Drobne wahania w obu kierunkach (kwaśnym i zasadowym) są przez nie tolerowane. Jedynie grzyby wodne stanowią wyjątek. Odpowiednim dla nich odczynem jest odczyn kwaśny. Natomiast wszystkie organizmy reagują jednakowo negatywnie na gwałtowne zmiany pH (oczywiście w różnym stopniu, co zależy od tolerancji). Takie zmiany powodują lizę niektórych komórek i uniemożliwiają poprawne funkcjonowanie większej ilości enzymów. Anomalia pH najczęściej wynikają z wpływów antropogenicznych na środowisko, takich jak odprowadzanie nie zneutralizowanych ścieków przemysłowych do wód.

Zmiany odczynu mogą być również wynikiem reakcji biochemicznych zachodzących w środowisku wodnym. Niekiedy dochodzi do skumulowania się produktów metabolizmu o charakterze zasadowym (np. amoniaku); o charakterze kwaśnym gromadzą się najczęściej w czasie rozkładu związków organicznych w warunkach beztlenowych. 

Znaczenie związków toksycznych

Wody są często zasilane ściekami i odpadami zawierającymi różne toksyczne substancje. Najczęściej są to ścieki przemysłowe, rzadziej bytowo – gospodarcze. Toksyczne substancje dostają się również ze spływem powierzchniowym, który zabiera ze sobą zanieczyszczenia, będące pozostałością, np. po pestycydach.

Bardzo trudno określić który związek chemiczny działa jak trucizna, a który nie. Wszystko zależy od właściwości tego związku i rodzaju organizmu, poddanemu jego działaniu. Najbardziej aktualna definicja związków trujących zakłada, iż trucizna to związek/substancja, której niewielka dawka w organizmie powoduje zaburzenia homeostazy organizmu lub jego śmierć. Dzieje się tak na skutek właściwości trucizny o charakterze toksyko-dynamicznym.

Trucizny oddziałują na drobnoustroje w sposób wielce zróżnicowany. Efektem może być przykładowo uszkodzenie błony cytoplazmatycznej lub wstrzymywanie działania enzymów. W przypadku małych, kumulujących się w organizmie dawek objawy występują dopiero po pewnym czasie, gdy skumulowana trucizna osiąga szkodliwy poziom. Jest to typ toksyczności chronicznej (przewlekłej).

Najczęściej w tym samym momencie rzeka jest zasilana wieloma, a nie jednym związkiem o charakterze toksycznym. Konsekwencje ponosi wtedy większość organizmów zamieszkujących to środowisko. Powstają wtedy strefy częściowego i całkowitego zatrucia. Trucizny słabsze, selektywnie działające i występujące w mniejszych, niż śmiertelne dawkach nie uśmiercają wszystkich organizmów, a jedynie ich część. Do badań nad substancjami toksycznymi stosuje się biotesty. Pozwalają one na oszacowanie poziomu zatrucia wody i toksyczności związków chemicznych. Metoda biotestów polega na badaniach stopnia oddziaływania danej substancji na organizm testowy. Dzięki niej możemy dokonać oceny zaburzeń głównych procesów metabolicznych u takiego organizmu, który stykamy z trucizną przez określony czas; możemy również dokonać oceny zabójczego wpływu danego związku na organizm (test letalny). Wszystkie wyniki, które otrzymujemy w warunkach laboratoryjnych, przed zastosowaniem wymagają uwzględnienia współczynnika stosowalności lub bezpieczeństwa, który obniża ten wynik. Dla trucizn, które rozkładają się biologicznie wartość tego współczynnika wynosi 0,1, natomiast trucizny trwałe oraz kumulujące się mają współczynnik równy 0,01.

Oddziaływanie substancji radioaktywnych

Problem radioaktywności to bardzo ważne zagadnienie. Na szczęście wody krajowe pod tym względem nie skłaniają do zaniepokojenia. Jednak mimo wszystko nie należy zapominać o radioaktywności.

Substancje radioaktywne dostają się do wód wraz z niektórymi ściekami. Przeważnie są to ścieki pochodzące ze szpitala, a także z laboratoriów stosujących do badań izotopy. Substancje radioaktywne promieniują. Każda dawka takiego promieniowania jest szkodliwa. Przy dużych dawkach promieniowanie to jonizuje cząsteczki komórek, ścina białka strukturalne oraz enzymatyczne. Niestety nawet małe dawki mają mutagenny wpływ.

Ze względu na brak możliwości usuwania radioizotopów z wody, przy pomocy drobnoustrojów (w trakcie przemian biochemicznych) są one specyficznym elementem samooczyszczania, jako procesu wieloetapowego.  Początkowo organizm pobiera izotopy, następnie są one wbudowywane lub magazynowane w, a po śmierci organizmu w wyniku autolizy albo przez wymycie trafiają z powrotem do wody.

SAMOOCZYSZCZANIE W RZEKACH I INNYCH WODACH PŁYNĄCYCH 

Kinetyka samooczyszczania i jej biologiczna ocena

Istnieje sposób, który pozwala nam zbadać postęp samooczyszczania. Takiej oceny dokonuje się, poprzez pomiar wielkości zanieczyszczenia wody najczęściej w punkcie znajdującym się powyżej wpływu ścieków do rzeki (istnieje też parę innych punktów poniżej). Odcinek na którym zbieramy wyniki jest tym krótszy, im szybciej woda odzyskuje naturalny stan. Przeprowadza się następnie analizę zebranych wyników. Badania bakteriologiczne, fizyko-chemiczne oraz hydrobiologiczne obrazują postęp samooczyszczania wody w rzece. Porównuje się je między sobą, stare z nowymi, czy te z różnych punktów. Takie badania dostarczają nam nie tylko informacji na temat postępu samooczyszczania, ale również pozwalają ocenić zachwiania równowagi biologicznej oraz chemicznej rzeki. 

  Na kinetykę samooczyszczania ma wpływ wiele czynników:

•   prędkość przepływu wody;
•   oscylacje stężenia zanieczyszczeń;
•   mikroorganizmy;
•   stosunek ilościowy różnych grup organizmów oraz ich predyspozycje enzymatyczne i zdolność adaptacji;
•   rodzaju oraz stanu martwej materii organicznej;
•   rodzaju oraz stanu martwej materii nieorganicznej.

Saprobowość

Nazwa wskazuje, że saprobowość dotyczy wód zanieczyszczonych (z greckiego „sapros” znaczy gnilny). Naprawdę  jednak ma związek ze strefami, w których dochodzi do mineralizacji. Strefy te nazywamy saprobowymi. Z gniciem materii stykamy się tylko w momencie, gdy nadmierne zanieczyszczenie powoduje całkowite wyczerpanie tlenu w wodzie.

Naukowcy Prag (1966), Caspers i Karbe ( 1966) zdefiniowali saprobowość. Oparta jest na przemianach mikrobiologicznych wód zanieczyszczonych i mówi, iż: saprobowość to suma wszystkich źródeł wolnej energii, którymi są procesy powodujące rozkład materii. Saprobowość rośnie, wraz ze wzrostem zanieczyszczenia. możemy ją oceniać badając dynamikę tzw. przemian dysymilacyjnych, skład biocenozy, a także intensywność zużycia tlenu. Pod tym kontem saprobowość jest odwrotna do produkcji pierwotnej.

Jak nie trudno się domyślić saprobowość zmienia się wraz z postępem samooczyszczania. Gdy saprobowość sukcesywnie rośnie, świadczy to o dominacji destruentów w biocenozie. Jeśli natomiast samooczyszczanie wpływa na zmniejszenie saprobowości wzrasta ilość producentów.

Samooczyszczanie się wód stojących

W jeziorach i stawach panują zupełnie inne warunki, niż w rzekach, mimo to proces samooczyszczania przebiega według tego samego mechanizmu. Zanieczyszczenia, które dopływają do jeziora mają przeważnie większą gęstość, niż woda i opadają na dno. W strefie tej są rozkładane. Często w strefie dennej wód stojących występują braki tlenowe.  Wynika to ze stratyfikacji tych zbiorników. W okresach cyrkulacji kumulowany jest zapas tlenu, który powinien zapewnić dostęp do niego, w czasie gdy woda nie ulega mieszaniu. Ponadto w głębokich jeziorach na dno zbiornika nie dociera światło, czego konsekwencją jest zanik fotosyntezy, która również jest źródłem tlenu. Gdy następuje dopływ zanieczyszczeń, biochemiczne zapotrzebowanie na tlen wzrasta i powstają warunki beztlenowe (anaerobowe). Dopiero podczas cyrkulacji (mieszania się ) wody wszystko wraca do normy. Gdy napływ zanieczyszczeń jest ciągły, w osadach dennych gromadzą się substraty, a także  produkty rozkładu. Konsekwencje tego zjawiska mogą być ogromne. W ten właśnie sposób dochodzi do starzenia się zbiorników, tzw. eutrofizacji.  Zachodzi ona znacznie szybciej, niż w wodach stojących.

Kwaśne deszcze

Specyfika kwaśnych deszczy

Niegdyś opad na kontynencie europejskim był czysty. W chwili obecnej woda deszczowa jest skupiskiem wielu groźnych zanieczyszczeń, przede wszystkich pochodzących ze spalania węgla kamiennego i brunatnego, oleju opałowego, a także gazu ziemnego. 

Kwaśny deszcz stanowi jedną z form kwaśnego opadu. Ludzie często mylą to pojęcie uważając, iż kwaśny deszcz to właśnie kwaśny opad. Tymczasem może on przybierać różne inne formy, takie jak: mżawka, mgła, rosa, śnieg, szron i grad. Każda z tych form ma zasadnicza cechę – pochłania z powietrza gazy i wypłukuje zawieszone w atmosferze cząstki materii tzw. aerozole atmosferyczne.

Opad atmosferyczny ma specyficzny skład, determinowany szeregiem czynników zarówno fizycznych, chemicznych, jak i geograficznych, geologicznych i biologicznych. Cechy ilościowe i jakościowe składników opadu i reakcje miedzy nimi umożliwiają nam określenie poziomu zanieczyszczenia naszego powietrza. Granica do której opad nie zaliczamy do miana kwaśnego to odczyn (pH) równy wartości 5,65, poniżej stanowi już opad kwaśny. Wśród opadów atmosferycznych dominująca formę stanowi deszcz. Jeśli jego pH jest poniżej 5,65 jest to „kwaśny deszcz”. Za obniżenie pH opadów odpowiedzialne są głównie związki chemiczne takie jak:

- tlenki: azotu (NOx), siarki (SOx), dwutlenek węgla (CO2)

- kwasy beztlenowe: siarkowodór (H2S) i chlorowodór (HCl).

W wyniku reakcji wody (H2O) z pochłoniętymi substancjami (H2S, HCl, CO2,  SOx, NOx) powstają kwasy nieorganiczne, a dokładniej rozcieńczony kwas siarkowy (IV) – H2SO3, znacznie bardziej niebezpieczny i szkodliwy kwas siarkowy (VI) - H2SO4, kwas azotowy (V) HNO3, kwas fosforowy (V) H3PO4, kwas solny HCl i kwas fluorowodorowy HF. Procentowy udział tych związków chemicznych zależy od rodzaju emisji. Badania wskazują że latem dominuje (aż 73%) kwas siarkowy (VI), a zimą kwas azotowy (V) (69%). Dzieje się tak ponieważ w porze zimowej znacznie wzrasta emisja tlenków azotu, co z kolei wynika ze spalania większej ilości paliw (ogrzewanie).

Związki te są pochodzenia zarówno naturalnego, jak i antropogenicznego (sztucznego, spowodowanego działalnością człowieka). Przykładowo ich źródłem mogą być wulkany (naturalne) lub działalność różnych gałęzi przemysłu, np. energetycznego (antropogeniczne). Elektrownie i elektrociepłownie napędzane paliwem zawierającym siarkę i jej związki (zasiarczonym), najczęściej węglem, produkują spaliny zawierające ogrom tych substancji.

Generalnie na terenie Polski występują bardzo kwaśne opady. Dane PIOS (Państwowy Monitoring Ochrony Środowiska) z 1993 roku podają, iż średnie roczne pH mieści się w granicach od 4,26 do 4,60. Najmniejszym zarejestrowanym było pH równe 3,0 w rejonie sudeckim.

W 1972 roku na Międzynarodowej Konferencji w Sprawie Środowiska Człowieka, którą zorganizowało ONZ w Sztokholmie, uznano kwaśne deszcze za niepokojące zjawisko. Zagrażają one zwłaszcza północno – wschodnim Stanów Zjednoczonych. Zdegradowaniu uległo tam 56% lasów. Japonia obawia się licznych konsekwencji (alergii, chorób) z powodu  zanieczyszczeń atmosferycznych.  Reasumując, kwasy zawarte w opadzie atmosferycznym wywierają negatywny wpływ właściwie na każdą materię, bez wyjątku.

Wpływ kwaśnych deszczy na ludzi

Przebywając w środowisku silnie skażonym, nasz organizm wchłania szkodliwe substancje. Mieszaniny dwutlenku węgla (CO₂), tlenków azotu (NOx) i innych gazów niszczymy własne płuca. Najbardziej zagrożeni są mieszkańcy obszarów sąsiadujących z elektrowniami i mieszkańcy miast o intensywnym ruchu ulicznym. Gazy te reagują z drobinami pyłów, następnie atakują drogi oddechowe człowieka i zwierząt. Takie choroby jak astma, czy duszności są właśnie ich efektem. Przykładowo wzrost zachorowalności dzieci na astmę w Norwegii wiąże się ze wzrostem intensywności ruchu drogowego.

Wpływ kwaśnych deszczy na rośliny

Również rośliny odczuwają wpływ zanieczyszczeń atmosferycznych. Kwasy siarkowe (H₂SO₄, H₂SO₃, H₂S) i dwutlenek siarki (SO₂), są powodem wielu chorób u roślin. Dodatkowo zanieczyszczenia te są wysoce mobilne. Taki dwutlenek siarki (SO₂) może być przenoszony na znaczne odległości zanim opadnie na powierzchnię ziemi. Roślina chora rośnie wolniej, a niekiedy zamiera. Zwłaszcza podatnymi na zanieczyszczenia są drzewa szpilkowe. W sąsiedztwie fabryk i dużych miast właściwie już nie rosną.

Wpływ kwaśnych deszczy na budowle

Substancją mającą właściwości neutralizujące kwaśne oddziaływanie deszczu jest wapno. Piaskowiec, czy marmur zawierają wapno, niestety ulega ono po pewnym czasie zużyciu. Konsekwencją jest utrata odporności materiału budulcowego, z którego zbudowano budynek i jego niszczenie (np. pękają ściany). Narażone są również zabytki historyczne. Mające tyle lat Świątynie Akropolskie, choć wcześniej niewzruszone teraz ulegają erozji. Podobnie średniowieczne zabytki Krakowa i wielu innych miejsc na kuli ziemskiej.

Budowle betonowe i stalowe są wytrzymalsze ale również niszczeją. Beton się kruszy, a stal rdzewieje. Pokrycie strat wyrządzonych przez kwaśne deszcze to ogromny wkład finansowy.

Katastrofy ekologiczne

Największa ekologiczna katastrofa ostatnich lat dotknęła Kuwejt. Działania wojenne w 1991 roku,  doprowadziły do ogromnego wycieku ropy, a następnie do pożaru niespotykanych rozmiarów.  Tragedia rozegrała się, gdy armia iracka wycofując się umyślnie doprowadziła do wypadku. Żołnierze iraccy wycofując się podpalili dokładnie 650 szybów naftowych. Walka z pożarem trwała osiem miesięcy, choć eksperci twierdzili, że może zająć nawet kilka lat. Udało się tak szybko, dzięki nowej technice gaszenia przy pomocy ciekłego azotu. Podczas pożaru spłonęło 350mln ton ropy (3% całych zasobów). Sam koszt ugaszenia płomieni wyniósł 1.5mld dolarów. Krople ropy w oparach, dymie i sadzy zanieczyściły całe środowisko. Wszystko pokryło się ropą. Wówczas do wód trafiło ok. 240mln baryłek ropy naftowej (jedna baryłka to 160 litrów).  Woda zatokowa zastała skażona na 550 km od wybrzeża, ponadto ucierpiały tereny bagienne oraz lasy mangowe. Życie straciło 30tys. ptaków morskich, a zgodnie z prognozami ekspertów czas potrzebny na „odżycie” tych terenów to przynajmniej 10 lat.

Wojna w Kuwejcie pokazała do jakiego stopnia człowiek z premedytacją potrafi zanieczyścić środowisko. 

Zanieczyszczenia atmosfery; aspekty polityczne

Powietrze zanieczyszczone to powietrze zawierające substancje w stanie gazowym, ciekłym oraz lotnym, w ilościach szkodliwych dla zdrowia człowieka, dla flory i fauny, dla przyrody nieożywionej i wpływających na zmianę klimatu.  

Wpływ, jaki wywiera zanieczyszczenie zależy od jego stopnia szkodliwości i jego stężenia w powietrzu. Z zanieczyszczeń powietrza wyodrębnić możemy dwa rodzaje: pyły oraz gazy. Pyły powodują zmianę właściwości fizycznych atmosfery, a gazy zmianę właściwości chemicznych. W przypadku eliminacji zanieczyszczeń pyłowych człowiek radzi sobie coraz lepiej, natomiast likwidacja gazów stanowi wciąż ogromny problem.

Zanieczyszczenia powietrza pochodzą z trzech źródeł:

1 – źródła naturalne – zaliczamy do nich te, które wywodzą się z samej natury. Są to erozje wietrzne litosfery, erozje gleby, naturalne pożary, a dokładniej dym oraz popiół rozprzestrzeniający się podczas pożaru.

2 – źródła sztuczne – nazywane antropogenicznymi, są spowodowane działalnością człowieka. Zaliczamy do nich spalanie, transport, komunikacje, procesy przetwórcze i chemizację rolnictwa.

3 – źródła pośrednie – dotyczą zarówno przyrody, jak i człowieka. Zaliczamy do nich wtórne pylenia skumulowanych odpadów sypkich i procesy gnilne, towarzyszące przemysłowym i komunalnym odpadom typu organicznego.

Atmosferę najczęściej zanieczyszczają związki siarki, takie jak: dwutlenek siarki (SO₂), trójtlenek siarki (SO₃), siarkowodór (jest to kwas beztlenowy – H₂S), fluor (F) i jego pochodne, chlor (Cl), tlenki i kwasy azotowe (NOx, HNO₃), dwutlenki węgla (CO₂) i tlenek węgla (CO). Wszystkich tych związków jest w atmosferze bardzo dużo. Rocznie na świecie na świecie emituje się ponad 20mln ton węgla w różnej postaci, 150mln ton dwutlenku siarki (SO₂) i około 550mln ton innych gazów, pyłów oraz pary. Ciągły wzrost gazów cieplarnianych, takich jak CO­₂ może doprowadzić do katastrofy. Jak wiemy gazy te są odpowiedzialne za tzw. efekt cieplarniany, powodujący zmiany klimatyczne. Natomiast samo spalanie, będące procesem przemysłowym głównie w gałęzi energetycznej jest przyczyną zmiany właściwości i składu chemicznego otaczającej ziemię atmosfery.  Badania wskazują, iż zawartość CO₂ w atmosferze wzrosła o 25%. Patrząc w wstecz widzimy wyraźne ocieplenie klimatu (efekt cieplarniany rośnie). Prognozy mówią, że w najbliższym stuleciu średnia temperatura na ziemi wzrośnie o 1,5 – 4,5 °C. Zjawisko efektu cieplarnianego jest bardzo niepokojące.

Innym niebezpiecznym zjawiskiem dotykającym naszą planetę jest dziura ozonowa. Warstwa ozonowa chroni nas przez promieniowaniem ultrafioletowym (UV), które ma bardzo szkodliwe działanie. Ozon powstaje w stratosferze w reakcji fotochemicznej, która polega na przejściu cząsteczki tlenu (O₂) w cząsteczkę ozonu (O₃). Niestety ostatnimi czasy odnotowano ubytek ozonu. Związki takie jak freony docierające do ozonosfery i wchodzące z ozonem w reakcje są przyczyną zwiększania się dziury ozonowej, wykrytej w 1983 roku nad Antarktydą. 

Taka sytuacja jest wynikiem niekorzystnego dla środowiska kierunku, w którym podążył przemysł. Ogromna ilość spalanego węgla, jako paliwa potrzebnego do pozyskiwania energii elektrycznej i cieplnej, znajdującej odbiorców w przemyśle oraz mieszkalnictwie jest głównym sprawcą. Gospodarka bez innowacji, rodem z czasów komunizmu, której celem przewodnim było tworzenie gałęzi przemysłu wydobywczego, ciężkiego, ogromnych kombinatów przemysłowych niestety nadal dominuje. Straty na cenach energii w tych czasach powodowały brak poszanowania samej energii przez mieszkańców Polski, w korzystaniu z jej zasobów. Cały ten przemysł, tak szkodliwy dla środowiska był utrzymywany nawet, gdy przynosił straty. Nikt wtedy nie pomyślał o środowisku i ubytku jakie ponosi nie tylko ono samo, ale również my – organizmy nieodporne na zanieczyszczenia. liczył się tylko przemysł i wyrabiane normy ilości powstających produktów. Obecnie dużo się zmieniło na lepsze, niestety jakaś część pozostała.

Konsekwencją polityki komunistycznej było nieporównywalne do niskiego potencjału produkcyjnego kraju zanieczyszczenie atmosfery. Widać to zwłaszcza, gdy porównamy wskaźniki emisji najważniejszych zanieczyszczeń atmosferycznych Polski i krajów OECD do dochodu krajowego, zużywanej energii lub chociażby wielkości kraju. W przypadku Polski wskaźniki są znacznie wyższe, od wskaźników OECD. Odzwierciedla to dystans dzielący Polskę od efektywnej i nietrującej gospodarki narodowej. 

Gdy w 1989 roku ustrój polityczny uległ zmianie, pojawiły się również zadania dotyczące ochrony powietrza. Dotyczyły one:

•   wzrostu cen za energie, będące motywacją do jej oszczędzania;
•   przyjęcia nowych, ostrzejszych norm dotyczących emisji : dwutlenku siarki (SO₂), tlenków azotu (NOx) i pyłów;
•   zlikwidowania szkodliwych, nie zmodernizowanych zakładów przemysłowych, zwłaszcza tych z Górnego Śląska i innych ogromnych okręgów przemysłowych;
•   wprowadzenia urządzeń odsiarczających węgiel i zmniejszających w nim zawartość popiołu;
•   wprowadzenia urządzeń odsiarczających spaliny w elektrociepłowniach oraz elektrowniach;
•   wycofania źródeł tzw. niskiej emisji związków szkodliwych. Są to kotłownie, czy domowe piece kaflowe, z których do dzisiaj się korzysta w biedniejszych częściach dużych miast;
•   spadku emisji gazów cieplarnianych, utylizując metan (CH₄) z kopalń oraz wysypisk, a także przez likwidację używanych freonów z przemysłu i chłodnictwa.

Każde z tych zadań należy do  Ekologicznej Polityki Naszego Państwa, którą zatwierdził rząd z parlamentem w 1991 roku. Wszystko to w celu polepszenia stanu środowiska, będącego efektem wieloletnich zaniedbań.

Odpady komunalne oraz przemysłowe

 Odpady komunalne

Nazywamy nimi stałe oraz ciekłe odpady, które powstają na terenie gospodarstw domowych, miejsc publicznych i usługowych, pomieszczeń biurowych i pomieszczeń socjalnych; zaliczamy do nich również nieczystości zbierające się w zbiornikach nie posiadających odpływu, wraki pojazdów mechanicznych, a także odpady uliczne, wyłącznie te bezpieczne. Zaliczamy do nich:

•   odpady bytowe, czyli potocznie „śmieci”;
•    odpady wielkogabarytowe (pralki, meble, rowery, motocykle, samochody);
•   odpady uliczne (zmiotki oraz zawartość koszy ulicznych);
•   odpady pochodzące z miejsc zieleni, a także jej pielęgnacji;
•   gruz z rozbiórek i remontów.

Odpady komunalne w postaci zbiorczej to zjawisko, które obserwujemy w miastach i na terenach rekreacyjnych, jest to mieszanka odpadów żywnościowych, środków higieny, odzieży, obuwia, wyposażenia gospodarstw, opakowań, dóbr o charakterze kulturalnym oraz innych różnorodnych elementów usuwanych z terenów otwartych zarówno miast, jak i wsi.

Wbrew pozorom odpady pochodzące z wsi różnią się od tych pochodzących z osiedli miejskich. Jest w nich zdecydowanie więcej tworzyw sztucznych, opakowań  po nawozach, czy pestycydach, tekstylii i złomu metalowego, natomiast mniej jest papieru oraz resztek żywności.

Jakie i ile odpadów komunalnych wyrzuca przeciętny mieszkaniec miasta w ciągu roku:

•   odpady z produktów spożywczych ® 80kg;
•   odpady papierowe ® 47kg;
•   odpady z metalu ® 9kg.

Przykładowo w 1998 roku na każdego mieszkańca wsi lub miast objętego usługą wywożenia odpadów przypadło w przybliżeniu 2 m³ wyprodukowanych odpadów.  Ilość jaką wytwarza jeden mieszkaniec zależy od jego poziomu życia, struktury miejsca w którym mieszka, poziomu obsługi i sposobu ocieplania budynków.

Natężenie z jakim powstają odpady typu komunalnego w Polsce jest wprost proporcjonalna do stopnia zaludnienia naszego kraju. Z każdym rokiem odpadów tych jest coraz więcej.  Niestety usługa wywożenia śmieci dociera tylko do 55% społeczeństwa naszego kraju. W Zachodniej Europie osiąga ponad 90% społeczeństwa.

Odpady przemysłowe

Ich źródłem jest przemysł wydobywczy i wszelkiego rodzaju procesy przetwórcze surowców. Najwięcej pochodzi z przemysłu energetycznego, metalurgicznego i górnictwa. 

Do odpadów przemysłowych zaliczamy:

•   odpady górnicze ®zazwyczaj są to kawałki skalne z kopalń;
•   odpady z przetwórstwa węglowego, siarkowego, cynkowo – ołowiowego, miedziowego i barytowego ® są to szlamy poflotacyjne oraz odpady popłuczkowe;
•   odpady z elektrowni i elektrociepłowni ® popioły lotne, żużel.

Odpady z rodzaju przemysłowego są dużych rozmiarów i składuje się je najczęściej na hałdach. Często są bardzo niebezpieczne, ponieważ przejawiają wysoką toksyczność dla środowiska. Ponadto mogą być kancerogenne, palne, czy wybuchowe, generalnie degradują nasze środowisko i należy przedsięwziąć kroki by ich nie było.

Problem wysypisk w Szwajcarii

Wprowadzenie

Odpady to problem na skale globalną. Nikt inny a właśnie człowiek jest ich głównym producentem. Wysypiska i liczne składowiska odpadów nikogo już nie dziwią. Niestety nie każdy zdaje sobie sprawę jak wielki to problem. Szwajcaria jest tego przykładem. Na każdego mieszkańca tego kraju przypada około 400kg odpadów rocznie, na tle ogółu społeczeństwa daje to 7mln odpadów każdego roku. Z danych statystycznych wynika, iż jest to dwa razy więcej niż w latach sześćdziesiątych minionego wieku. Jak widać sytuacja jest kryzysowa i należy do priorytetowych w zakresie ochrony środowiska.

Finansowanie

 Szwajcaria to państwo federacyjne. Składa się z 23 krajów  związkowych, tzw. kantonów. Ustrojem politycznym Szwajcarii jest demokracja bezpośrednia. Jej założeniem jest włącznie wszystkich obywateli do życia publicznego zarówno na poziomie gminy, jak i kantonu, czy całego kraju. 

Gminy na terenie Szwajcarii są wysoce kompetentne. Członkowie gmin mogą brać udział w Zgromadzeniach Mieszkańców. Wybierani są na nich radni, a także służą podejmowaniu różnych decyzji. Dotyczą one systemu podatkowego, edukacji, a nawet planów inwestycyjnych. 

Zbiór gmin tworzy kanton. Mają one różną wielkość. Panuje w nich prawo kantonalne, zastępujące Rząd oraz Parlament. Prawo to poddaje się głosowaniu powszedniemu.  Kantony zajmują się podatkami, edukacją, a także wprowadzaniem prawa federalnego w kraju.

Rząd Szwajcarski stanowi Rada Federalna, we współpracy z Dwuizbowym Zgromadzeniem Narodowym wprowadza ustawy , które obowiązują w całej Szwajcarii. W momencie, gdy składa się odpowiedni wniosek, dany akt prawny poddaje się pod referendum. Funkcjonowanie władz kantonalnych jest pod ciągłą obserwacją administracji krajowej.

Podstawy prawne

Gminy są odpowiedzialne za usuwanie odpadów. Choć zakres działań pracowników jest dość duży, musi się to odbywać zgodnie z prawem kantonalnym oraz federalnym. Władze krajowe i kantonalne mogą stawiać warunki producentom lub handlowcom w związku z rozwiązaniami ewentualnych problemów z odpadami.

Prawo ochrony środowiska

Jest to ustawa, którą wprowadzono w Szwajcarii w 1983 roku, a w 1997 roku ją znowelizowano. Obejmuje ona 4 priorytetowe zasady:

1. Zanieczyszczający płaci

Zanieczyszczający środowisko musi ponieść koszty obejmujące:

•   powstawanie odpadów;
•   zagospodarowanie odpadów;
•   usuwanie odpadów.

2. Wczesne zapobieganie

Zobowiązuje do możliwie najszybszego ograniczenia wpływu zanieczyszczeń.

3. Zwalczanie przyczyny

Należy w miarę możliwości eliminować ilość produkowanych odpadów.

4. Najrozsądniejsze rozwiązania

Jeśli przetwarzanie odpadów jest korzystne finansowo i ekologicznie uznajemy je za rozsądne, w innym wypadku należy zastosować inne warianty postępowania (np. bezpieczne składowanie).

"Kierunki rozwoju gospodarki odpadami w Szwajcarii"

Przepisy ustawy odnośnie odpadów poszerza dokument "Kierunki rozwoju gospodarki odpadami w Szwajcarii". Przyjęto go w 1996 roku i zawiera on:

1. Założenia oraz cele z zakresu polityki dążenia do możliwie największej autonomii w aspekcie usuwania odpadów. Oznacza to, iż wszystkie odpady, których producentem jest Szwajcaria powinny być na jej terenie unieszkodliwiane lub powtórnie wykorzystywane.

2. Założenia oraz cele z zakresu naukowo – technicznego

Każdy odpad powinien zostać powtórnie wykorzystany lub składowany w postaci skoncentrowanej, nie mającej szkodliwego wpływu na podłoże.

3. Założenia oraz cele z zakresu ekonomii

Pieniądze pozyskiwane zgodnie z zasadą „zanieczyszczający płaci” nie powinny zasilać budżetu przeznaczonego na gospodarowanie odpadami. Odnośnie przetwarzania odpadów, należy kierować się najrozsądniejszymi wariantami.

Usuwanie odpadów

Zgodnie z "Koncepcją rozwiązania problemu odpadów w Szwajcarii" rozróżniamy 4 grupy odpadów:

1.  Komunalne – śmieci domowe, gabaryty, odpady selekcjonowane (np. szkło lub papier). Odpady komunalne powstające najczęściej w gospodarstwach domowych.

2.  Budowlane

3. Przemysłowe – pochodzą z różnych procesów produkcyjnych.

4. Niebezpieczne – wszystkie odpady, których zagospodarowanie w normalny sposób jest niewykonalne. Są to, np. kwasy lub zasady, zawierające metale ciężkie, baterie, świetlówki, zanieczyszczona odpadami ziemia, akumulatory, osady ze spalarni oraz resztki chemikaliów.

Innym sposobem , niż odpady komunalne, usuwane zostają odpady przemysłowe. Głównym powodem jest różna toksyczność oraz ilość tych odpadów.

Istnieje wiele metod usuwania odpadów

Spalanie

Poddaje się mu około 80% odpadów typu komunalnego. W wyniku tego procesu waga odpadów zmniejsza się o 75%, a ich objętość o 90%. Dodatkowo w trakcie spalania powstaje energia, którą można wykorzystać do ogrzewania lub na wytworzenie prądu elektrycznego, dlatego też potocznie spalarnie nazywane są elektrowniami śmieciowymi. Żużel, który pozostaje po procesie spalania wywozi się na wysypiska odpadów o pokrewnej specyfice, natomiast osady pokrywające filtry traktuje się jako odpad niebezpieczny.

Kompostowanie oraz fermentowanie

Ponad 30% odpadów komunalnych jest kompostowanych. Proces ten przebiega lokalnie (pryzmy kompostowe znajdują się w ogrodach przydomowych jedno- lub wielorodzinnych domów; są własnością grupy mieszkańców tworzących jedna  wspólnotę) bądź też centralnie (bezpośrednio przy polach uprawnych lub w postaci dużych kompostowni przeznaczonych dla odpadów zbieranych oddzielnie, np. odpadów organicznych). Powstający kompost jest powszechnie stosowany do nawożenia i jako materiał ulepszający strukturę gruntu.

Fermentowanie wykorzystuje się również do pozyskiwania biogazu w postaci metanu. Wytwarzają go bakterie i może być alternatywnym źródłem energii elektrycznej lub cieplnej. 

Recykling

Metoda polegająca na powtórnym przetworzeniu odpadów, tak by mogły z nich powstać materiały nie gorsze pod względem właściwości od przetwarzanych. W ten sposób odzyskujemy:

•   papier;
•   kartony;
•   metale w tym aluminium i blachę cynamonową;
•   PET. 

Składowanie

Dla dobra środowiska powinno się składować odpady:

•   przetworzone i zmineralizowane;
•   niepalne.

W Szwajcarii występują trzy rodzaje składowisk. Różnią się one stopniem organizacji i zabezpieczenia. Trafia na nie około 2,5mln ton odpadów budowlanych. Zgodnie z normami zawierają one zbyt dużo materiałów łatwopalnych. Do 2000 roku składowano tam również część odpadów typu komunalnego. Obecnie trafia tam żużel (ze spalarni) i niewielka ilość odpadów niebezpiecznych.

W dzisiejszych czasach, choć ekologia znalazła uznanie oczach większości społeczeństwa, mnóstwo ludzi nadal nie traktuje jej poważnie. Efektem tego jest chociażby tworzenie dzikich wysypisk, np. w lasach. Trafia tam 30 tysięcy ton odpadów każdego roku. Wysypiska te nie podlegają jakiejkolwiek kontroli. Ponadto występuje dużo starych wysypisk śmieci, które nie spełniają wymaganych warunków. Proces rekultywacji takich obiektów wymaga ogromnych nakładów finansowych. 

Sposoby usuwania odpadów

Metody usuwania odpadów, dostosowuje się do odpowiedniego rodzaju odpadów. Powinna to być metoda najbardziej opłacalna oraz najlepsza pod względem ekologicznym.

Do najważniejszych surowców oraz produktów zaliczamy:

Rodzaj surowca	Sposób usuwania
Odpady bytowo-gospodarcze
Papier i karton	Zbiórka selektywna; przetwórstwo
szkło	Zbiórka selektywna ; przetwórstwo
Butelki szklane	Zbiórka selektywna – sklepy ; przetwórstwo
Puszki (cynowane lub aluminiowe)	Zbiórka selektywna; przetwórstwo
Butelki PET	Zbiórka selektywna – punkty sprzedaży; przetwórstwo
Styropian	Punkty zbiorki; przetwórstwo wtórne
Odpady organiczne	Zbiórka selektywna; kompostowanie
Tekstylia	Zbiórka selektywna; przetwórstwo wtórne/dalsze
Tworzywa sztuczne	Zbiórka w koszu na śmieci; spalanie
Elektryka oraz elektronika	Punkty zbiorki; rozkład na części, spalanie lub dalsze przetwórstwo
Lodówki oraz zamrażarki	Punkty  zbiorki; Recykling, specjalne (dotyczące środków chłodniczych), spalanie
Niesprawne samochody	Złomowiska; rozbiórka, przetwórstwo wtórne (metale), jeszcze nie wiadomo jak usuwać pozostałości
Inne przedmioty użytkowe (meble, sprzęt do uprawiania sportu)	Punkty zbiorki dowóz na miejsce; spalenie
Odpady bytowo-gospodarcze – niebezpieczne
Baterie oraz akumulatorki	Punkty zbiorki; przetwórstwo (składowanie podziemne)
Oleje mineralne (silnikowe)	Punkty zbiorki; wykorzystanie termiczne
Oleje jadalne	Punkty zbiorki; przetwórstwo
Zuzie opony	Handel, regeneracja; przetwórstwo wtórne, wykorzystanie termiczne
Ciała zwierząt	Punkty zbiorki; specjalne spalanie
Odpady pochodzące z budowli, Przemyślu oraz z rzemiosła
Odpady budowlane	Sortowanie; przetwórstwo wtórne, składowanie
Odpady przemysłowe	Punkty zbiorki; przetwórstwo/spalanie
Odpady niebezpieczne	Specjalna zbiórka; przetwórstwo, neutralizacja i specjalne spalanie

Jednak nie w każdym wypadku odpady zostają usuwane w odpowiedni sposób. Czasami procedury przedstawiają się inaczej. Pewna cześć odpadów, która uzyskała potrzebne zezwolenie zostaje eksportowana.

Koszty

Usuwanie odpadów wiąże się z dość dużymi kosztami. Niezbędne pieniądze przeznaczone zostają na:

1. Logistykę.

Logistyka, czyli droga i wszystkie sprawy dotyczące przewozu odpadów od konsumentów do zakładów, które zajmują się odpadami i ich usuwaniem. Koszty, przewidziane na logistykę pokrywają:

• •   produkcje kontenerów, służących do zbiorki metali, worków na odpady, skal;
  •   organizacje miejsc zbiorki;
  •   wywóz śmieci pochodzących z gospodarstw domowych oraz odpadów organicznych;
  •   przewóz śmieci do zakładów, które usuwają odpady;
  •   prace ludzi (np. zaangażowanie w kampanie ekologiczne).

2.  Właściwe usuwanie odpadów.

Koszty dotyczące usuwania odpadów:

• •   Budowa składowisk, spalarni oraz kompostowni;
  •   Rozwój nowych, lepszych technologii;
  •   Koszty bieżącego funkcjonowania zakładów, które zajmują się usuwaniem śmieci;
  •   Usuwanie odpadów, które są niebezpieczne (w głównej mierze maleje ilości odpadów bytowo-gospodarczych).

3.  Prace.

Gospodarka odpadami jest związana ze wszystkimi obszarami. Wysokość wynagrodzeń jest bardzo ważna w Szwajcarii. Tysiące ludzi, którzy pracują w rożnych przedsiębiorstwach i urzędach „dla usuwania” zajmują się transportem odpadów, również edukacja kolejnych pokoleń, ucząc je ekologicznego myślenia.

4.  Wkłady oraz opłaty.

Opłaty dotyczące usuwania odpadów bytowo-gospodarczych.

OZ, czyli oplata zasadnicza.

Istnieją różne kryteria, które determinują pobieranie opłat przez gminę (oplata zasadnicza). Zostało to zapisane w statutach gmin. Przykładowo oplata zależą od liczby mieszkańców lub powierzchni mieszkalnej.

Oplata zasadnicza powinna pokryć:

•   Koszty dotyczące selektywnej zbiorki tych surowców, które nie są objęte obowiązkiem przyjmowania ich do zużytych opakowań w skalpach;
•   Przygotowanie miejsca;
•   Zakup pojemników (tzw. kontenery);
•   Transport do zakładów zajmujących się usuwaniem odpadów;

Za takie surowce, jak blacha cynowana czy aluminiowa możliwa jest refundacja pewnej części pieniędzy z zakładu, który usuwa odpady. Jeżeli chodzi o surowce szklane (pomijając niektóre butelki) oraz w niektórych przypadkach papier, nie przysługują żadne pieniądze. Wynika to z tego, ze ceny tych surowców często się zmieniają i ceny pierwotnych materiałów mogą być niższe, od cen za surowce pochodzenia wtórnego.

•   Rożnego rodzaju zbiorki, w tym odpadów niebezpiecznych, do których należą zużyte oleje albo lampy jarzeniowe. Inne odpady niebezpieczne mogą być usuwane poprzez „akcje detoksykacji”, której koszty również powinna pokryć oplata zasadnicza;
•   Niektóre gminy wykorzystują te pieniądze do sfinansowania wywozu odpadów, które są pochodzenia organicznego
•   Opłatę zasadnicza nie dotyczy zasada, która mówi: „zanieczyszczający płaci”. Teoretycznie znaczy to, ze nawet spożywając jedynie świeże jedzenie oraz nie czytając gazet jesteśmy zobowiązani do płacenia OZ. Jednak pieniądze z opłaty zasadniczej wspiera selektywne zbiorki. Nie powinny, natomiast, finansować usuwania śmieci domowych, ponieważ naruszałoby to, bardzo widocznie wyżej wspomniana zasadę.

5.  Oplata  objętościowa oraz wagowa.

„im mniej wyrzucasz smieci, tym mniej za to placisz”; tym hasłem podporządkowują się wymienione opłaty. One także trafiają do gminy. Opłaty te dotyczą śmieci w naszych domach. Do domowych koszy na śmieci powinny być wrzucane jedynie odpady, które nadają się do spalenia. Glownie tworzywa sztuczne oraz przedmioty wielowarstwowe, do których należą pudelka po napojach ; również powleczony papier oraz karton.

„Zanieczyszajacy placi” – te zasadę potwierdzają dwa rozwiązania.

ODS, czyli oplata za domowy wypełniony śmieciami worek.

Na unieszkodliwienie takiego worka potrzebne jest kilka franków, za 35 litrów od 2-3 CHF. Ludzie posiadają konkretne nalepki, które naklejają na worki. Innym sposobem jest kupienie specjalnych worków. Pełne worki są wrzucane do kontenera albo wystawiane na ulice; stamtąd zostanie wywieziony. Opłaty pobierane są za objętość wyrzucanych odpadów.

OW, czyli oplata wagowa.

W niektórych gminach kantonu Berno istnieją inne rozwiązania. We wszystkich gospodarstwach domowych musi być specjalny kontener posiadający chip. Odpady wywożone zostają regularnie (co 3,4 dni). Robią to specjalne śmieciarki, posiadające urządzenia, które rozpoznają chipy na pojemnikach. Odpady są następnie ważone, a waga jest rejestrowana przez komputery znajdujące się w wozach raz na miesiąc mieszkańcom dostarczane są kwity, na których zapisana jest suma, która trzeba uiścić. Mieszkańcy płaca za masę, czyli wagę wyrzucanych odpadów.

Koszty, powstające poprzez działania tych dwóch system można porównać. Istnieje jednak pytanie, który bardziej podporządkowuje się haśle: „zanieczyszczający płaci”.

Większość gmin stosuje jednak rozwiązania mieszane.

Unieszkodliwianie odpadów bytowo-gospodarczych zostaje sfinansowane poprzez opłatę ODS oraz OZ: istnieje również możliwość jednoczesnych opłat ODS oraz OW. W tym wypadku ODS dotyczy gospodarstw domowych, a OW zakładów usługowych.

Z tych opłat (ODS oraz OW) opłacany jest tez czasami wywóz odpadów pochodzenia organicznego oraz gabarytów.

Jeżeli chodzi o przemyśl oraz zakłady usługowe, wymienione systemy działają podobnie. Jednak, w wielu wypadkach nie maja wpływu na gospodarkę domowa.

OUG, czyli oplata dotycząca usuwania odpadów podejmowana z góry.

Według ustawy POS, a dokładniej artykułu 32A, producenci oraz importerzy towarów, które po zużyciu pozostawiają odpady, które należy w odpowiedni sposób unieszkodliwić albo przetworzyć, mogą zostać zobowiązani do odprowadzania opłaty OUG. Oplata ta będzie wskazana przez urzędy federalne. Wysokość OUG jest ustalana przez Ministerstwo spraw wewnętrznych. Wskazana organizacja, prywatna albo publiczna, będzie zobowiązana do właściwego usunięcia odpadów; odpowiednio gospodarując pieniędzmi pochodzącymi z opłaty OUG.

Opłaty OUG wprowadzono jak na razie, jedynie dla jednego rodzaju odpadów; baterie oraz akumulatorki. Kupując baterie, równocześnie płacimy OUG (około 0,20 CHF), która później zasila specjalny fundusz. Do przyjęcia zużytych odpadów, nieprzekraczających 5 kilogramów, tego typu zobowiązani są handlowcy.

Środkami, które zawiera konto funduszu rozporządza organizacja BESO, której działalność polega na przyjmowaniu tych odpadów (baterii), a następnie dostarczaniu ich do dwóch przedsiębiorstw, do których należą Batrec AG oraz Recymet S.A. te organizacje zajmują się usuwaniem tego typu odpadów.

Kampanie promocyjne, których celem jest uświadomienie obowiązku, jakim jest dostarczanie baterii, które są zużyte, do miejsc, w których zostały zakupione. Za te kampanie także odpowiedzialna jest organizacja BESO. System ten obowiązuje w całej Szwajcarii, ale odpowiedzialność nie spoczywa, ani na gminie ani na kantonie.

Opłaty dotyczące usuwania odpadów.

WUG oraz WRG, czyli opłaty za usuwanie (oraz recykling) odpadów są opla cne z góry.

System ten związany jest z rynkiem wewnętrznym; uczestnictwo w tym systemie jest dobrowolne. Producenci oraz importerzy pewnych towarów pobierają opłaty od konsumentów. Została ona wliczona w cenę produktów.

Zebrane pieniądze zasilają konto funduszu (jest obsługiwany dzięki pracy specjalnego stowarzyszenia), który jest zobowiązany do zbiorki, tran portu i recyklingu opakowań po zużytych towarach.

Droga, która prowadzi pomiędzy konsumentem a zakładem, który zajmuje się usuwaniem śmieci, uzależniona jest o rodzaju branży.

  Jednak, za zbiórkę oraz transport, w niektórych przypadkach i rodzajach surowców płaca gminy. Musza finansować te obowiązki korzystając z pieniędzy, wpłacanych jako Oplata Zasadnicza. Najlepsza sytuacja jest wtedy, gdy istnieje możliwość, ze gmina otrzyma pewna sumę pieniędzy, pochodząca od zakładu, który zajmuje się usuwaniem. Jednak ta kwota może pokryć jedynie cześć istniejących kosztów.

Jako przykład można podąć blachę cynowana.

Wszystkie opakowania zrobione z tej blachy (o pojemności wynoszącej – do 1,5 l) związane są z oplata WUG, której wysokość wynosi 0,005CHF.  Przetwarzaniem tych odpadów zajmuje się stowarzyszenie Ferro-Recycling; tam tez trafiają pieniądze ze wspomnianej wcześniej opłaty. Do obowiązków gmin należy zbiórka tego rodzaju surowca; otrzymują 30 CHF za 1 tonę blachy cynowanej.

Można porównywać ten system z  funkcjonowanie systemu dotyczącego aluminium.

Przykładem może być PET.

Według rozporządzenia dotyczącego opakowań pozostających po napojach, wszystkie zużyte butelki, jednak wyłącznie po napojach bezalkoholowych i gazowanych, a także po piwie; musza spełniać warunek, czyli musi istnieć możliwość przetworzenia ich.

Innym przykładem może być również szkło i aluminium.

Przez VGV zostały określone ilości PET, które mogą się znaleźć w domowych workach na śmieci. W wypadku, kiedy te ilości są przestrzegane, co ma teraz miejsce, firma ma możliwość zając się ich usuwaniem we wlanym zakresie. Teraz, do ceny każdej butelki PET (jednorazowej) doliczona jest oplata WRG, której wysokość wynosi 0,05 CHF. Takie butelki powinny być wrzucane do kontenerów, które stoją przed wejściami do sklepów spożywczych. Należy jednak pamięta, o wcześniejszym zgnieceniu ich oraz zakręceniu korka.

Według postanowienia VGW butelki zwrotne, posiadają kaucje, która następnie zostaje zwracana podczas oddania butelki. Czasami sklepy posiadają również kaucje nałożona na butelki jednorazowe, które nie będą powtórnie wykorzystane. Miedzy innymi sklepy, które należą do sieci MIGROS pobierają takie kaucje; w takim wypadku nie zostaje pobierana już oplata WRG.

Gminy nie posiadają obowiązku działania zajmującego się  przetwarzaniem PET. Wtórne przetwórstwo danych surowców należy do organizacji PET – Recykling, gdzie trafiają pieniądze z opłat WUG oraz WRG.

Jeżeli ilość PET będzie większa od wartości przewidzianej przez VGV, może zaistnieć potrzeba wprowadzenia kaucji na wszystkie butelki.

Oplata WUG jest również związana z elektronika biurowa, natomiast jeżeli chodzi o urządzenia pochodzenia domowego to system ten jest nieodpowiedni. Wynika to z tego, ze nie istnieje wiele miejsc zbiorki a pieniądze z WUG pokrywają jedynie koszty recyklingu.

Transport takich urządzeń powinien sfinansować sprzedawca sprzętu; jest to najczęściej korzystne. Konsumenci ponoszą dwukrotnie opłaty za ta sama czynność.

WUB, czyli bezpośrednia oplata dotycząca usuwania odpadów.

Zdąża się i to dość często, ze konsument płaci za wywóz śmieci dopiero kiedy zachodzi potrzeba pozbycia się ich. Dodatkowo musi tez sfinansować koszty transportu przedmiotu, miedzy nim a sklepem, albo pewnym zakładem, który zajmuje się usuwaniem.

Za przykład można podąć sprzęt RTV oraz AGD nie wliczając jednak urządzeń chłodniczych

Według rozporządzenia w VREG, który określa zasady zwrotu, w tym dotyczące przyjmowania oraz usuwania sprzętu elektrycznego czy elektronicznego; producent albo importer jest zobowiązany do przyjęcia tych zużytych urządzeń; natomiast konsument musi pamiętać o obowiązku jego zwrotu.

Wymieniane urządzenia musza zostać  w odpowiedni, bezpieczny sposób usunięty. Podczas oddawania sprzętu należy zapłacić za wskazane czynności. Przykładowo za telewizor ponosi się opłatę wysokości w granicach 40-90 CHF, a za magnetowid w granicach 30 CHF.

Kolejnym przykładem mogą być brzydzenia chłodnicze.

Wspomniane wcześniej rozporządzenia VREG, odnosi się również do chłodziarek oraz zamrażarek.

Winiety, czyli system, który jest obsługiwany dzięki fundacji SENS; ten system występuje w przypadku wymienionych odpadów. Na lodówkę, która została zwrócona przykleja się owa winietę. Do konsumenta trafia kwit, który zobowiązuje do zapłaty.

Fundacja SENS jest odpowiedzialna za usuwanie urządzeń. Stosując kody, które znajdują się na winiecie można dokładnie określić, gdzie, do jakiego zakładu usuwania został przywieziony sprzęt.

„Oplata zerowa”

Surowce, do których także należy tekstylia nie podlegają żadnym opłatom podczas zbierania. Powodem jest to, ze koszty zbiorki zostają w całości spłacone przez uzyskany dochód.

Podatki

Gospodarka odpadami powinna być finansowana nie korzystając z pieniędzy, które maja źródło w podatkach publicznych. W trakcie wprowadzania nowych rozwiązań subwencje są nieraz niezbędne. Powinno się dążyć, aby jak najszybciej znaleźć inny sposób finansowania.

„Zanieczyszczający płaci”

Ta zasada jest nadal rozumiana w różny sposób.

Ze wspomnianych wcześniej przykładów można wywnioskować, ze istnieją gminy, które dochody pochodzące z podatków przeznaczają na czynności związane z usuwaniem odpadów. Jest to niezgodne z przewidywaniami podanymi w ustawie POS.

Zostaną teraz podane przykładowe 4 gminy.

Locarno – miasto oraz gmina (kanton Ticino).

Kanton Ticino, włoskojęzyczny obszar na terenie Szwajcarii, tam leży Locarno.

Gminę, która leży nad Lago Maggiore zamieszkuje 15 tysięcy ludzi. Oferty miejsc pracy występują w granicach 10,5 tysiąca. Do głównych sektorów, w których jest możliwość znalezienia pracy jest przemysł oraz turystyka. Oprócz tego 2,7 tysięcy ludzi pracuje poza granicami gminy, natomiast 7 tysięcy przyjeżdża z zewnątrz.

Ticino nie posiada do teraz własnej ustawy dotyczącej gospodarki odpadami. Gminy są zmuszane przez przepisy federalne, aby zapewnić regularny wywóz odpadów domowo-gospodarczych oraz do organizowania odpowiedniej, selektywnej zbiorki surowców, nadających się do przetwarzania. W prawie tego kantonu kolejne zobowiązania mówią o powinności kompostowania odpadów organicznych; nie wolno ich spalać. Oprócz tego istnieje wykaz surowców podlegające zbiórce selektywnej, do nich należą: szkło, baterie, odpady budowlane, papier oraz rzeczy trwałego użytku.

„Najsensowniejsze rozwiązanie”, jest to zasada wspierana przez uchwale: Regolamento per il servizio comunale di raccolta ed eliminazione dei rifiuti, pochodząca z 1991 roku. Dotyczy ona zbiorki oraz usuwania odpadów. Ustala również wartość OZ, czyli opłaty zasadniczej.

W gminie Locarno zostaje nałożona tylko jedna oplata, mianowicie OZ, natomiast w 3 kategoriach:

- pierwsza – na osoby posiadające na tym terenie jedynie domki letniskowe; ustala się ja na podstawie liczby osób dorosłych;

- druga – na osoby zamieszkujące te tereny na stale, natomiast tylko podczas danej części roku; ustala się ja na podstawie liczby pokoi;

- trzecia – na przemyśl i zakłady usługowe; jest to wyjątkowa oplata roczna.

Oplata zasadnicza sfinansowała około 75% kosztów potrzebnych na usuwanie odpadów. Pozostałe niezbędne czynności zostały pokryte przez pieniądze z podatków. W 1997 roku na gospodarkę odpadami przeznaczono około 2,3% zebranych podatków.

Istnieją oddzielne rachunki zysków oraz strat gmin, w których księgowane są koszty osuwania i wpływy pochodzące z opłat.

„rachunek za śmieci” jest podzielony na koszty:

- osobowe;

- spalania;

- składowania;

- kampanii informacyjnej;

- selektywnej zbiorki.

W Locarno wywóz śmieci następuje:

- odpady z domów –trzy razy na tydzień; w tym przypadku jest możliwość wystawienia dowolnej ilości worków na śmieci, wszystkie zostaną zabrane; transport leży w obowiązkach gminy; jedynie w trzech dzielnicach wywóz przypada firmie prywatnej;

- odpady papiernicze i kartony – raz na tydzień;

- odpady organiczne – zależy od występującej pory roku; nie występuje usługa „zrebkowania”;

- odpady: tekstylia – dwa razy na rok.

Odpady, pomijając odpady bytowo-gospodarcze, można dostarczać do 20 określonych punktów zbiorki. Oprócz tego jest możliwość przywozu odpadów do głównego punktu zbiorki (jest tylko jeden). Otwarcie jego jest ograniczone konkretnymi godzinami, a praca jest nadzorowana przez specjalistów do spraw odpadów. Właśnie do tego miejsca (tylko) można dostarczać odpady niebezpieczne.

Surowce, które są zbierane w punktach zbiorki (Locarno) oraz informacje, kto odpowiada za sfinansowanie tych zbiorek.

Rodzaj surowca	Opłaty pokrywane przez gminę	Informacje dodatkowe
Papier oraz karton	Transport oraz usuwanie; 1 tona - 5 CHF	Zbiórka przeprowadzana jest razem; usuwanie na terenie Włoszech
szkło	Transport oraz usuwanie	Sortowane na postawie kolorów; usuwanie na terenie Włoszech
Blach cynowana	Transport oraz usuwanie	usuwanie na terenie Włoszech; szwajcarskie zakłady, które odpowiadają za usuwanie nie przekazują żadnych pieniędzy gminie;
aluminium	Transport oraz usuwanie	usuwanie na terenie Włoszech; szwajcarskie zakłady, które odpowiadają za usuwanie nie przekazują żadnych pieniędzy gminie;
Metale	Transport	Jedynie w główny miejscu zbiorki
styropian	Rozdrabnianie oraz specjalne worki	Jedynie w główny miejscu zbiorki
tekstylia		Zbiórka organizacji charytatywnych
Rzeczy trwałego użytku	Transport oraz składowanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Stare drewno	Transport oraz usuwanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Surowce nieszkodliwe np. cegły	Transport oraz składowanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Oleje; zarówno silnikowe, jak i jadalne	Usuwanie
Butelki PET	Transport	Usuwanie na terenie Szwajcarii
baterie oraz akumulatorki	Transport
Odpady niebezpieczne	Transport oraz usuwanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Odpady bytowo-gospodarcze	Transport oraz składowanie

Główny punkt przyjmuje także urządzenia elektryczne oraz elektroniczne. Dzieje się tak pomimo obowiązku, jakim jest przyjęcie tych surowców przez handlowców. Jednak w niedługim czasie powinno się to zmienić.

W tym punkcie zbiorki istnieje również możliwość wymiany sprzętów. W przypadku, gdy jakąś rzecz nadaje się do użytku, układana jest w oddzielne miejsce i można ja sobie zabrać.

Odpady organiczne i pozostałości po porządkach w ogrodzie (gałęzie) są wywożone i kompostowane na koszt gminy; nie dotyczy to usługi „zrebkowania”. Jeżeli chodzi o prywatne kompostowanie to nie jest ono promowane.

Transport i składowanie odpadów z gospodarstwa domowego i gabaryty są opłacane przez gminę. Locarno należy do związku celowego, które jest odpowiedzialne za obsługę składowiska tych odpadów komunalnych (Consorzio distruzione Rifiuti di Riazzino).

Przemysł oraz zakłady usługowe maja możliwość usuwać jedynie rzeczy trwałego użytku, papier i karton oraz śmieci domowe. Natomiast jakość ich oraz ilość musza być porównywalne z odpadami komunalnymi.

Locarno nie posiada spisanego planu, który dotyczy gospodarki odpadami. Gmina ta, w głównej mierze wspiera selektywna zbiórkę. Każdego roku, wszyscy ludzie zamieszkujący ten teren dostają kalendarz; znajdują się w nim daty, kiedy będą wywożone odpady domowe, odpady pochodzenia organicznego oraz papier oraz karton. Zawarte są w nim także informacje na temat, jaki rodzaj surowców jest zbierany na terenie konkretnego punktu zbiorki oraz w jaki sposób powinno się przeprowadzać segregacje odpadów.

Koszty, które ponosi gmina, szczegółowo:

- składowanie zużytych rzeczy trwałego użytku, wynosi 170 CHF za 1 tonę;

- składowanie odpadów nieszkodliwych (np. Gruz), wynosi 14,50 CHF za m3;

- kompostowanie odpadów pochodzenia organicznego, wynosi 151 CHF za 1 tonę;

•   zbiórka odpadów domowych (tygodniowa), wynosi 12 000 CHF; co wychodzi 0,8 CHF na 1 mieszkańca.

Erstfeld-gmina (kanton Uri)

Erstfeld leży na terenie niemieckojęzycznej Szwajcarii. Zamieszkuje ja około 4,3 tysiące ludzi.  Głównymi sektorami zatrudnienia są: drobna wytwórczość, a także usługi, które bardzo często związane są z SBB (Szwajcarskie Koleje Federalne). Duża cześć ludności dojeżdża do takich miast jak Lucerna, czy Guza.

Rozporządzenie z 1994 roku; wykonawcze (POS), das Reglement zum USG, określa obowiązki na terenie tego kantonu. Dotyczy ono: zmniejszenia ilości oraz unikania odpadów oraz selektywna zbiórkę odpadów, a także palenie materiałów, które nie nadają się do przetworzenia. Za usuwanie odpadów odpowiada gmina.

Urynskie gminy, prawie wszystkie należą do związku celowego (Zweckverband der Abfallbewirtschaftung im Kanton Uri). To właśnie on zajmuje się czynnościami, które dotyczą usuwania odpadów. Taka sytuacja wynika z faktu, ze gminy na tym terenie są niewielkiej wielkości i powstałoby wiele trudności podczas samodzielnej działalności gospodarki odpadami.

W Erstfeld nie istnieje własna ustawa poruszająca temat odpadów. Zasady postępowania są określane przez Zgromadzenia Mieszkańców, które obowiązek usuwania odpadów, na terenie tej gminy, nadały na związek celowy.

„Zanieczyszczający płaci”; ta zasada jest podstawa funkcjonowania gospodarki odpadami zarówno w Erstfeld oraz w innych gminach należących do związku celowego.

Gospodarstwa domowe maja obowiązek posiadania specjalnych worków, natomiast drobne zakłady oraz zakłady przemysłowe podlegają opłacie kontenerowej (która jest rodzaju opłat OW).

Jeżeli chodzi o rzeczy trwałego użytku pochodzące z domów należy nalepić specjalna nalepkę na konkretna ilość odpadów.

W wypadku gdy, gdy zebrane tym sposobem pieniądze nie SA wystarczające, jest możliwe nałożenie, w tych gminach, OZ, czyli opłaty zasadniczej. Byłaby ona uzależniona od ilości osób zamieszkujących gospodarstwo domowe. Ta sytuacja obejmuje również zakłady przemysłowe oraz zakłady drobne.

Koszty za usuwanie oraz pieniądze z wpływów (opłaty rożnego rodzaju) nie SA zapisywane w rachunkach strat oraz zysków gminy. Czynności te (księgowanie) leża w powinnościach związku celowego.

Do obowiązku gminy należy;

•   usuwanie odpadów pochodzenia: organicznego;
•   ochrona miejsc, w których odbywa się selektywna zbiórka;
•   usługa „zrebkowania”.

Te koszty znajdują się w rachunku zysków oraz strat należącym do gminy.

ODS i OW, te opłaty zasilają konto związku celowego i służą do opłacenia kosztów związanych z unieszkodliwianiem semici domowych.

Związek celowy pokrywa opłaty selektywnej zbiorki, a także usuwania innego rodzaju odpadów.

Nie posiada on własnej spalarni, dlatego odpady komunalne, które powinny być spalone, zostają przetransportowane do Hor gen ZH. Związek ten natomiast eksploatuje miejsce składowania (Reaktordeponie) takich surowców jak żużel oraz osady pochodzące z filtrów typu spalarnianego. Z tego składowiska pochodzą wpływy, dzięki którym na terenie tej gminy nie ma potrzeby nakładu opłaty OZ.

Sumując to wszystko, opłaty za selektywna zbiórkę SA w całości sfinansowane.

W raporcie rocznym, który pochodzi ze związku celowego, znajdują się koszty oraz ilości selektywnej zbiorki, a także opłaty za unieszkodliwianie śmieci domowych. Nadwyżki, którymi dysponuje związek oraz które wykorzystuje SA przejrzyste.

W Erstfeld wywóz śmieci następuje:

•   odpady z domów –jeden raz na tydzień;
•   odpady papiernicze – cztery razy na rok;
•    kartony – sześć razy na rok;

-  odpady organiczne (gałęzie) – piec razy na rok;

-  odpady: tekstylia, wyroby skórzane – dwa razy na rok.

Odpady, innych rodzajów, można dostarczać do 4 określonych punktów zbiorki. Oprócz tego jest możliwość przywozu odpadów do głównego punktu zbiorki (jest tylko jeden), który jest przynależny do związku celowego. Otwarcie jego jest ograniczone konkretnymi godzinami; znajduje się poza granicami tej gminy. Właśnie do tego miejsca (tylko) można dostarczać odpady niebezpieczne.

Surowce, które SA zbierane w punktach zbiorki (Erstfeld) oraz informacje, kto odpowiada za sfinansowanie tych zbiorek.

Rodzaj surowca	Opłaty pokrywane przez gminę	Informacje dodatkowe
Papier	Transport oraz usuwanie;	związek celowy dostaje 25 CHF za 1 tonę;
karton	Transport oraz usuwanie	związek celowy dostaje 65 CHF za 1 tonę;
szkło	Transport oraz usuwanie	Sortowane na postawie kolorów;
Blach cynowana	Transport oraz usuwanie	związek celowy dostaje 30 CHF za 1 tonę
aluminium	Transport oraz usuwanie	związek celowy dostaje 30 CHF za 1 tonę
Metale	Transport	wagon SBB
tekstylia		Zbiórka organizacji charytatywnych
Rzeczy trwałego użytku	Transport oraz składowanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Stare drewno	Transport oraz usuwanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Surowce nieszkodliwe np. cegły	Transport oraz składowanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Oleje; zarówno silnikowe, jak i jadalne	Transport oraz usuwanie
Butelki PET	Transport
baterie oraz akumulatorki	Transport
Wyroby ze skory oraz buty		Zbiórka organizacji charytatywnych
Odpady bytowo-gospodarcze	Transport oraz składowanie
Odpady pochodzenia organicznego (mokre)	Transport oraz kompostowanie	Zostają przewożone do zakładu zajmującego się ogrodnictwem

W głównym miejscu zbiorki można rośniesz zostawić elektronikę biurowa oraz sprzęt komputerowy, w ilości nie przekraczającej 50 kg nie ponosząc żadnych kosztów. Czasami ta sytuacja jest odbierana jako udogodnienie dla mieszkańców, przez gminę, gdyż handlowcy maja obowiązek przyjąć zużyte urządzenia. Nie ponosi się żadnych opłat zostawiając tam rowery, która zostają później przewiezione do Rumunii.

Za WUB można oddawać: zużyte opony, narty, motorowery, sprzęt RTV, akumulatory i świetlówki. Do innych, określonych punktów zbiorki SA przyjmowane odpady niebezpieczne: trucizny, chemikalia oraz ciała zwierząt. Następnie tego typu odpady  SA przewożone do "Laboratorium kantonów pierwotnych".

Jeżeli odpady drobne oraz przemysłowe można porównać z odpadami komunalnymi to istnieje możliwość usuwania ich przez gminę. Odbywa się to w ramach opłat ODS lub OW. W innej sytuacji, zakłady przemysłowe i inne przedsiębiorstwa musza na własna rękę unieszkodliwić odpady, przewożąc je do spalarni, zakładu usuwania czy na składowisko.

O kontakt z mieszkańcami tego kantonu – Erstfeld, stara się także związek celowy.

.Każdego roku, wszyscy ludzie zamieszkujący ten teren dostają specjalna broszurę. Zawarte SA w nim także informacje na temat, jaki rodzaj surowców jest zbierany na terenie konkretnego punktu zbiorki oraz  na temat wysokości opłaty WUB za poszczególne przedmioty.

Co kilka lat (2-3) wychodzi "Podręcznik o odpadach i naprawach", który jest bezpłatnie doręczany wszystkim mieszkańcom Erstfeld oraz firmom. Zawarte i nim informacje mówią w jaki sposób powinno się przeprowadzać segregacje odpadów oraz pod jaki adres można się zgłosić w razie potrzeby naprawy powszechnie używanego sprzętu.

Koszty, które ponosi gmina (związek celowy), szczegółowo:

- spalanie odpadów domowych (spalarnia Horgen ZH), wynosi 250 CHF za 1 tonę;

- składowanie odpadów nieszkodliwych (np. Gruz), wynosi 42 CHF za m3;

- kompostowanie odpadów pochodzenia organicznego, wynosi 30 CHF za 1 tonę;

- zbiórka odpadów domowych (tygodniowa), wynosi 2 100 CHF; co wychodzi 0,49 CHF na 1 mieszkańca.

  Maran – gmina w kantonie  Fribourg 

Kanton Fribourg, francuskojęzyczny obszar na terenie Szwajcarii, niedaleko Fryburga.

Gmina ta jest zamieszkiwana przez 1,2 tysięcy ludzi. Na tym terenie jest niewiele przemysłu jedynie kilka gospodarstw rolnych. Największa liczba ludności zamieszkuje domki jednorodzinne oraz dojeżdża do innych miast, w tym Fryburga i Berna. Jest tam dobre połączenia, zarówno kolejowe, jak i autostrady.

Ustawa kantonalna z 1997 roku, dotycząca odpadów , zobowiązuje gminę do nakładania opłat, które pokrywają koszty związane z usuwaniem odpadów, w co najmniej 70%. Polowa tych pieniędzy musi pochodzić z opłat typu "zanieczyszczający płaci".

Uchwala gminy, dotycząca odpadów, (Reglement), obowiązuje od 1993 roku, kiedy została przyjęta. Po wcześniejszym odrzuceniu ODS.

"Zanieczyszczający płaci", tego typu opłaty wprowadziła w 1999 roku nowa uchwala, po otrzymaniu wcześniej zgodzie Zgromadzenie Mieszkańców.

W Matran istnieje jedynie oplata OZ, która jest ustala na podstawie liczby osób zamieszkujących gospodarstwo domowe.

Przemysł oraz inne zakłady SA zobowiązani do płacenia opłaty rocznej.

Dochody z opłaty zasadniczej mogą pokryć jedynie mniej więcej 30% kosztów powstających podczas usuwania odpadów. Pozostałe koszty zostają opłacone z podatków. W 1996 roku 2,6% zebranych podatków zostały przeznaczone na ten cel.

Raz na 3 miesiące ukazuje się broszurka, Informations Communales, w której SA zawarte dane na temat gminy. Zostaje, ta broszurka, rozesłana do mieszkańców. Znajduje się w niej rozdział na temat "Odpady z gospodarstw domowych", w którym przedstawione SA jedynie przychody oraz wydatki dotyczące gospodarki odpadami.

Wszystkie koszty, zbierania odpadów, usuwania oraz transportu SA zawarte w rachunku strat oraz zysków gminy.

Jeżeli chodzi o śmieci domowe, to nie istnieje oddzielny rachunek z informacjami na temat ich spalania czy składowania. W oddzielnym rachunku zawarte SA jedynie koszty powstałe przez usuwanie gałęzi na terenach ogrodów.

W Matran wywóz śmieci następuje:

•   odpady z domów –jeden raz na tydzień; w tym przypadku jest możliwość wystawienia dowolnej ilości worków na śmieci, wszystkie zostaną zabrane;
•   rzeczy trwałego użytku – cztery razy na rok;
•   usługa „zrebkowania” – dwa razy na rok.

Odpady, innych rodzajów, można dostarczać do  określonego punktu zbiorki. Otwarcie jego jest ograniczone konkretnymi godzinami, a praca jest nadzorowana przez specjalistów do spraw odpadów, którzy udzielają porad.

Surowce, które SA zbierane w punktach zbiorki (Matran) oraz informacje, kto odpowiada za sfinansowanie tych zbiorek.

Rodzaj surowca	Opłaty pokrywane przez gminę	Informacje dodatkowe
Papier oraz karton	Transport oraz usuwanie;	związek celowy dostaje 20 CHF za 1 tonę;
szkło	Transport	przerabiane na wełnę mineralną oraz piasek
Blach cynowana	Transport oraz usuwanie	związek celowy dostaje 30 CHF za 1 tonę
Aluminium (jedynie puszki)	Transport oraz usuwanie	związek celowy dostaje 1,38 CHF za 1 tonę
Metale	Transport	wagon SBB
tekstylia		Zbiórka organizacji charytatywnych
Rzeczy trwałego użytku	Transport oraz składowanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Stare drewno	Transport oraz usuwanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Surowce nieszkodliwe np. cegły	Transport oraz składowanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Oleje; zarówno silnikowe, jak i jadalne	Transport oraz usuwanie
Butelki PET	Transport
baterie oraz akumulatorki	Transport
styropian	Rozdrobnienie oraz specjalne worki	recykling
Gałęzie (suche)	zręb kowanie	Surowiec oddawany jest za darmo
Odpady pochodzenia organicznego (mokre)	Transport oraz kompostowanie	Zostają przewożone do zakładu zajmującego się ogrodnictwem

Obok kontenera na odpady organiczne, które później SA wywożone do kompostowni, znajduje się przyczepa na trawę. Następnie rolnik zabiera, ta trawę na pole albo kupę gnoju; zostaje to opłacone zez gminę.

Gmina zachęca do tworzenia prywatnych oraz osiedlowych pryzm kompostowych. Na ich terenie pracuje specjalista do spraw kompostu, który  przekazuje informacje i odpowiada na pytania.

Pryzmami kompotowymi zajmują się również uczniowie szkol; miedzy poszczególnymi klasami przebiega to rotacyjnie. Polega to na tym, ze każdy uczeń przynosi, przez dwa tygodnie, odpady organiczne z domu. Następnie ta czynność przechodzi w zadanie dla innej klasy. Nauczyciele pilnują, aby cala ta akcja przebiegała odpowiednio.

Istnieją tez pojemniki, do których można wyrzucać odpady wszystkich rodzajów; to co nie zmieściło się na terenie punktu zbiorki. Jednak na początku pojemnik ten miał być używany do składowania pozostałości po meblach oraz innych gabarytów.

Jeżeli chodzi o urządzenia elektryczne oraz elektroniczne, nie wliczając lodówek oraz zamrażarek, mogę być również dostarczane do punktów zbiorki. Na miejscu pracuje osoba, która zajmuje się demontażem tego sprzętu oraz segregacja na podstawie surowców. Ludzie, którzy uwielbiają majsterkować systematycznie zabierają telewizory czy silniki np. do odkurzaczy. Tym sposobem zużyty sprzęt nie stanowi dużego problemu.

Po wprowadzeniu VREG mieszkańcy powinni zużyte urządzenia przynosić bezpośrednio do handlowców; istnieje obowiązek zwrotu; WUB. Jeżeli ilość przynoszonych sprzętów do miejsca zbiorki będzie bardzo duża, gmina będzie zmuszona do opłaty wysokich kosztów. W takim wypadku, również na terenie punktu zbiorki, bezpośrednia oplata powinna zostać pobrana.

W ramach akcji "przerzucania mostów rowery transportowane zostają do Afryki.

W punkcie zbiorki istnieje również możliwość wymiany sprzętów. W przypadku, gdy jakąś rzecz nadaje się do użytku, układana jest w oddzielne miejsce i można ja sobie zabrać.

Za odpady pochodzące z gospodarstw domowych oraz rzeczy trwałego użytku płaci gmina: transport do spalarni (Berno) oraz spalanie.

"Akcja detoksykacji", która jest organizowana każdego roku, dotyczy odpadów niebezpiecznych, nie wliczając olejów silnikowych oraz jadalnych, które podlegają stałej zbiórce. Mieszkańcy SA informowani o terminie tej akcji przez pocztę. Zebrane podczas niej odpady  zostają usuwane w zakładzie położonym niedaleko oczyszczalni ścieków. Jest on zarządzany przez wiele gmin. Dzień "przynieś-zabierz" (Marche Troc) wiąże się z  "akcja detoksykacji".

Jeżeli odpady drobne oraz przemysłowe można porównać z odpadami komunalnymi to istnieje możliwość usuwania ich przez gminę. W innej sytuacji, zakłady przemysłowe i inne przedsiębiorstwa musza na własna rękę unieszkodliwić odpady, przewożąc je do spalarni, zakładu usuwania czy na składowisko.

Gminy, nawiązując kontakt z mieszkańcami stara się również informować ich o najważniejszych problemach. Istnieje punkt informacyjny, na terenie miasta, kierowany przez komisje "Natura i Środowisko". Odbywają się tam rożne wystawy, kilka razy na rok. Sa one związane ze zmniejszaniem ilości oraz unikaniem odpadów, a także sposobem wykorzystywania odpadów.

„Kącik kompostowy” śluzy informacjami i poradami na temat kompostowania; można tez wziąć udział w konkursie „warzywo miesiąca”; zadaniem jego jest zachęcanie do spożywania jarzyn sezonowych.

Dzień „przynies-zabierz”, miejsce wymiany, tablica ogłoszeń, na której można znaleźć oferty kupna oraz sprzedaży (punkt zbiorki) maja swój udział w zapobieganiu powstawaniu nadmiernej ilości odpadów.

Koszty, które ponosi gmina, szczegółowo:

- spalanie odpadów domowych (spalarnia Berno), wynosi 245 CHF za 1 tonę;

- składowanie odpadów nieszkodliwych (np. Gruz), wynosi 7 CHF za m3;

- kompostowanie odpadów pochodzenia organicznego, wynosi 134CHF za 1 tonę;

- zbiórka odpadów domowych (tygodniowa), wynosi 600 CHF; co wychodzi 0,5 CHF na 1 mieszkańca.

Uster – miasto oraz gmina w kantonie  Zürich

Gminę, zamieszkuje 27,5 tysięcy ludzi. Do głównych sektorów, w których jest możliwość znalezienia pracy jest przemysł oraz usługi. Duża liczka ludzi dojeżdża każdego dnia do Zurychu.

Ustawa kantonalna z 1994 roku, dotycząca odpadów, zmusza gminę do nakładania opłat rodzaju "zanieczyszczający płaci".

Ta ustawa głownie propaguje unikanie oraz minimalizowanie odpadów.

Uchwała gminy z 1997 roku (Abfallverordnung der Stadt Uster) przedstawia zakres czynności, za które jest odpowiedzialna; jakie surowce nadają się do selektywnej zbiorki, a które powinny zostać wywiezione.

Sa tam również zawarte informacje na temat rodzaju opłat obowiązujących mieszkańców. Gospodarka odpadami, jej zarys na terenie Uster powstał w 1988 roku.

„Zanieczyszczający płaci”; to hasło jest podstawa gospodarki w Uster. Mieszkańcy są zobowiązani do zakupu specjalnych worków (ODS); natomiast w przemyśle oraz drobnym wytwórstwie jest pobierana oplata kontenerowa (OW).

Jeżeli chodzi o rzeczy trawa lego użytku używa się naklejek; oprócz tego gmina nakłada opłatę OZ. Jej wysokość jest równa dla gospodarstw domowych oraz firm. Uzbierane pieniądze finansują wszystkie powstałe koszty podczas usuwania odpadów. Występujące nadwyżki zasilają specjalne konto.

Rachunek strat oraz zysków gminy przedstawia wszystkie dochody oraz wydatki, a także dane ilościowe. Osobny „rachunek za śmieci” prowadzi się, przedstawiając koszty przypadające na jedna osobę zamieszkująca dany teren.

 W Usterze wywóz śmieci następuje:

•   odpady z domów –jeden raz na tydzień;
•   tekstylia oraz buty - dwa razy na rok;
•   usługa „zrebkowania” – piętnaście razy na rok;
•   papier – trzynaście razy na rok;
•   karton – dziewięć razy na rok;
•   duże części z metalu – cztery razy na rok.

Odpady innych rodzajów, można dostarczać do 20 określonych punktów osiedlowych. Oprócz tego jest możliwość przywozu odpadów do głównego punktu zbiorki (jest tylko jeden). Otwarcie jego jest ograniczone konkretnymi godzinami, a praca jest nadzorowana przez specjalistów do spraw odpadów. Do wszystkich mieszkańców trafia mapka z dodatkowymi wiadomościami, na która również zostały naniesione punkty osiedlowe.

Surowce, które SA zbierane w punktach zbiorki (Uster) oraz informacje, kto odpowiada za sfinansowanie tych zbiorek.

Rodzaj surowca	Opłaty pokrywane przez gminę	Informacje dodatkowe
Papier oraz karton	Transport oraz usuwanie;	gmina dostaje 20 CHF za 1 tonę
szkło	Transport oraz usuwanie	Sortowane na postawie kolorów
karton	Transport oraz usuwanie	gmina dostaje 40 CHF za 1 tonę
Blach cynowana	Transport	gmina dostaje 30 CHF za 1 tonę
aluminium	Transport oraz usuwanie	usuwanie na terenie Włoszech; szwajcarskie zakłady, które odpowiadają za usuwanie nie przekazują żadnych pieniędzy gminie;
Metale	Transport oraz usuwanie	gmina dostaje 20 CHF za 1 tonę
styropian	Rozdrabnianie oraz specjalne worki	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Tekstylia oraz buty		Zbiórka organizacji charytatywnych
Surowce nieszkodliwe np. cegły	Transport oraz składowanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki
Oleje; zarówno silnikowe, jak i jadalne	Usuwanie
Gałęzie (suche)	zręb kowanie oraz usuwanie	Jedynie w główny miejscu zbiorki

Jeżeli chodzi o urządzenia elektryczne oraz elektroniczne, nie wliczając lodówek oraz zamrażarek, mogę być również dostarczane do punktów zbiorki (za WUB). Po wprowadzeniu VREG mieszkańcy powinni zużyte urządzenia przynosić bezpośrednio do handlowców; istnieje obowiązek zwrotu. Możliwość zostawienia ich na terenie gminnego miejsca zbiorki staje się niebywałym udogodnieniem. Dodatkowo koszty SA opłacane przez konsumentów.

Jeżeli chodzi o elektronikę biurowa, to jest ona przyjmowana w sklepach, bez dodatkowych opłat. Natomiast, oddając sprzęt do punktu zbiorki trzeba zapłacić WUB. Celem tej sytuacji jest zmuszenie ludzi, aby oddawali urządzenie do miejsc ich zakupu.

Za odpady pochodzące z gospodarstw domowych oraz rzeczy trwałego użytku płaci gmina (korzystając z opłat ODS oraz OW): transport do spalarni (Hinwil ZH) oraz spalanie.

"Akcja detoksykacji", która jest organizowana każdego roku, dotyczy odpadów niebezpiecznych. Mieszkańcy SA informowani o terminie tej akcji przez pocztę.

Jeżeli odpady drobne oraz przemysłowe można porównać z odpadami komunalnymi to istnieje możliwość usuwania ich przez gminę (korzystając z opłat OW oraz OZ). W innej sytuacji, zakłady przemysłowe i inne przedsiębiorstwa musza na własna rękę unieszkodliwić odpady, przewożąc je do spalarni, zakładu usuwania czy na składowisko.

Mieszkańcy tego kantonu – Uster, otrzymują wiele wiadomości na temat usuwania odpadów.

.Każdego roku, wszyscy ludzie zamieszkujący ten teren dostają "Kalendarz usuwania odpadów dla miasta Uster". Zawarte SA w nim daty wywozu odpadów odpowiedniego rodzaju; także informacje na temat, sposobu unikania odpadów poszczególnych typów. Nadwyżki finansowe SA przeznaczane na plakaty ekologiczne , a także na worki na śmieci, które SA następnie rozdawane za darmo.

Efekt szklarni

Świat nieustannie ulega wielu przemianom. Przełomem w życiu mogą być zarówno wydarzenia w dziedzinie politycznej, społecznej oraz geograficznej. Zmiany w systemach politycznych, powstawanie nowych państw, przekształcanie się już istniejących od wieków granic, ciągle zmieniająca się mapa świata. Chodzi również o geografie fizyczna, która chcąc nadążyć za przemianami musi często uaktualniać swoje mapy. Rzeczywisty kształt Morza Kaspijskiego ( wielkiego morza śródlądowego ) już dawno nie pasuje do znanym nam zarysom. Z ogromna szybkością zmieniają się również rozmiary lodowców wysokogórskich. Klimat, który zmienia się w niezwykłym tempie, wpływa na nieaktualność map klimatycznych danych regionów oraz świata. W najbliższej przyszłości  mogą się również przekształcić linie brzegowe wielu państw na świecie, inne mogą nawet zniknąć z kuli ziemskiej. Tereny, które są zagrożone zalaniem są już objęte obserwacja i opracowuje się plany ewakuacji mieszkającej na tych terenach ludności.

Rekordowe wysokości temperatury, przyniesionej przez ostatnie lata, zostaną wpisane do historii. Przypuszczalnie były to najcieplejsze lata, biorąc pod uwagę okres od przebytej epoki lodowej, ale na pewno w ostatnich stuleciach.

Również okres lat osiemdziesiątych można nazwać rekordowym pod względem występujących wówczas upałów.  W książce pt. Hothouse Earth, John Gribbin pisze: "od czasu rozpoczęcia wiarygodnych pomiarów temperatury przed 100 laty sześć najcieplejszych lat odnotowaliśmy w ciągu ostatniej dekady - były to, w kolejności, lata 1988, 1987, 1983, 1981, 1980 i 1976. Globalne temperatury wzrosły o około 0,5°C od początku bieżącego stulecia". Jest to zdanie z roku 1989, zwarte w Raporcie Badań Klimatycznych Uniwersytetu Wschodniej Anglii. Zapisane zostało przed rekordowymi temperaturami dekady lat osiemdziesiątych.

-  J. Gribbin: Hothouse Earth, Londyn 1990, s. 9.

•   G. Utterstrom: Climatic Fluctuations and the Population Problem in Early Modern Times, [w:] D. Worster (red.): The Ends of the Earth, Cambridge 1988, s. 77.

Wzrost średnich temperatur następował powoli i prawdopodobnie rozpoczął się w 1850 roku, co może wskazywać na większe ocieplenie się klimatu, nawet do 1°C. Niewątpliwie otaczający nas, współczesny świat jest cieplejszy od istniejącego w przekazach historycznych.  Być może, podwyższenie temperatury o 1 °C nie wydaje się groźnym zjawiskiem. Natomiast trzeba pamiętać, ze oznacza to wzrost temperatury każdego dnia o średnio 1°C, porównując z temperatura panująca sto lat temu. John Gribbin uważa, ze gdyby skoncentrować to ciepło w jednym dniu, temperatura byłaby wyższa o 365°C od normalnej, średniej temperatury na danym terenie. Zauważmy, ze taka temperatura sprawia, ze ołów przechodzi w stan płynny. Wobec takich zmian nie powinno się być obojętnym.

Nie do końca jest wiadome, czy działalność człowieka ma wpływ na te przemiany. Możliwe, ze podobnie jak w przeszłości zachodzą naturalne fluktuacje. Jednak fakt występowanie ich w dzisiejszych czasach, bezprecedensowych przemian środowiska naturalnego na całej kuli ziemskiej,  jest znaczący.

 Niekwestionowany autorytet do spraw związanych ze  zmianami  klimatycznymi, Jim Hansen (NASA), w emocjonującej przemowie przed Kongresem Stanów Zjednoczonych w Waszyngtonie, powiedział, ze: "możemy stwierdzić z 99-procentowym prawdopodobieństwem, iż obecne ocieplenie rzeczywiście wykazuje trend wznoszący, nie jest więc przypadkową fluktuacją". Zdania na ten temat są jednak podzielone. „Efekt szklarni” , bardzo złożone zjawisko, prowokuje dyskusje na temat działalności człowieka, która miałaby się przyczynić do jego powstania. Jednak wciąż nie istnieją jednoznaczne dowody, aby to potwierdzić.

Z innej strony trudno uwierzyć, ze tak gwałtowne przeobrażenia, zachodzące na Ziemi, nie maja żadnego wpływu na zmieniający się klimat ziemskiego globu.

Dobrze znane są przypadki, kiedy lokalne, niewielkie zmiany w środowisku miały dramatyczne skutki, których nie było w stanie odwrócić. Konsekwencje te mogły również dotknąć cale regiony. Zachwianie równowagi „ekologicznej” na terenie zamieszkałym przez pewne ludności, mogło być przyczyna załamania się wielu cywilizacji, w tym, na przykład Majów albo Mohendzo-Daro.

 W dzisiejszych czasach, zmiany zwiększyły swoja skale, zachodzą w szybszym tempie, dotyczą, maja wpływ na cala kule ziemska. Musimy się w takim wypadku liczyć z globalnymi konsekwencjami. Jedna, przykładowa konsekwencja dotycząca całej naszej planety to efekt cieplarniany. Dotyczy on zawartości gazów szklarniowych, w tym dwutlenku węgla, w atmosferze. Ilość ta nieustannie rośnie i prawdopodobnie nie da się tego wzrostu temperatury w najbliższym czasie powstrzymać. Można powiedzieć, ze nadchodzą cieple lata.

Jeżeli modele klimatyczne będą prawdziwe, nadejdą z pewnością wyższe temperatury. Analogia wydarzeń, które wystąpiły w przeszłości i nie były spowodowane działalnością człowieka, mogą być zmiany, które czekają nasz klimat  w przyszłości. Zaskakujący może być fakt, ze zdarzenia, które są nieodmiennym czynnikiem towarzyszącym przeobrażeniom, niekoniecznie kojarzą się z czymś negatywnym.

Nasza egzystencja przypada na okres polodowcowy, na dawniejszym terenie lodowcowego świata. Stosunkowo niedawno zakończona epoka lodowcowa, która pozostawiła po sobie ogromne ilości niezwykłych śladów zdeterminowała cala geografie otaczającego nas świata. Szczególnie północna część kuli ziemskiej, w tym dzisiejsza Ameryka Północna oraz północna Europa znajdowały się przez wiele wieków pod potężnymi lodowcami. Wynikiem działalności lodowca jest istniejąca dzisiaj rzeźba powierzchni, układ jezior, rozmieszczenie skal i roślinności. Świat, który znamy jest stosunkowo młody - można powiedzieć, ze  ma około 12 000 lat

Holocen, jest to okres po ostatnim wycofaniem się lodowca. Porównując dzisiejszy świat z epoka lodowcową, zauważamy średnio kilku stopniowe ocieplenie i jest on wilgotniejszy.  Wynika to z uwolnienia wielkich pokładów wody tworzących wcześniejsze czapy lodowe, i która obecnie krąży swobodnie w przyrodzie.

Jednak nie tylko w tym okresie, holocenie, klimat ulegał zmianom. Przez 12000 lat przeplatały się ze sobą rożne okresy klimatyczne. Zarówno podczas okresu glacjalnego, okres cieplejszy wymieniał się z chłodniejszym, również w okresie polodowcowym zachodziły zmiany klimatu.

 W historii świata zauważamy, ze przemianom klimatycznym towarzyszymy zmiany na płaszczyźnie gospodarczej, społecznej i politycznej.

Wpływem zmian zachodzących w środowisku naturalnym na życie człowieka, biorąc pod uwagę szczególne etapy w dziejach ludzkości zajmuje się nowy dział wiedzy: historia środowiskowa (inaczej: klimatyczno - ekologiczna). Również wojny, rewolucje czy przemiany na tle gospodarczym i politycznym są tłumaczone jako skutek przystosowywania się społeczeństwa do wydających się, nawet niewielkich zmian środowiska naturalnego, w tym klimatu. Widzimy narodziny nowego rodzaju determinizmu. Sprawcza moc historii, której przypisywano decyzje znaczących jednostek i logikę postępowania masowej ludności w dzisiejszych czasach zamienia się na nawet kilkustopniową zmianę klimatu, tłumacząc największe wydarzenia historyczne. W niektórych sytuacjach ciężko jest się obronić przed tak rozumianym determinizmem.

Weźmy po uwagę holocen, w którym miały miejsce trzy zdecydowanie cieplejsze okresy ( nie biorąc pod uwagę naszego). Pierwszy z nich, optimum klimatyczne, który rozpoczął się tuz po ustąpieniu lodowca, zakończył się mniej więcej 5 000 lat temu. Kolejny, wystąpił na przełomie er, występował od 500 roku przed nasza era do roku 400 naszej ery. Trzeci, który trwał od 800 roku do końca dwunastego wieku, przypadł na wieki historyczne. Wszystkie wymienione okresy, szczególnie dwa ostatnie wpłynęły na historie człowieka.

Wydawać się może mało znaczący fakt, ze różnica temperatury za jakieś 20 lat wzrośnie od 1 do 2 °C. Jesteśmy przyzwyczajeni do dużych różnic temperatury miedzy kolejnymi porami roku, które mogą nawet wynosić kilkadziesiąt stopni. Zdarza się również, ze w ciągu jednego dnia dochodzą one do 20°C.

Właśnie te ledwo zauważalne zmiany występujące w ostatnich wiekach miały znaczący wpływ na rożne, nieraz drastyczne wydarzenia oraz na rozwijającą się cywilizacje.

Niedługo po ustąpieniu płatów lądolodu, rozpoczęło się optimum klimatyczne. Był to najcieplejszy okres, przynajmniej podczas ostatnich 75 000 lat, czyli od poprzedniego, trochę cieplejszego niż obecny interglacjału. Potwierdzają to przeprowadzone badania na pyłkach kopalnych, z których wynika, ze tajga ( lasy iglaste ) na terenie zachodniej Syberii oraz Kanady rozciągały się dalej w kierunku północnym, o około 300 km. Zajmowały wiec dzisiejsze obszary tundrowe ( całkowicie bezleśne ), na których spotykamy jedynie trawy, krzewy i mchy.

Wyższa była również temperatura wody w oceanach, różnica z dzisiejsza dochodzi nawet do 6°C. Prowadziło to do silniejszego parowania oceanów, przez co zwiększyła się wilgotność powietrza. Silne i częste opady zwiększyły objętość jezior saharyjskich, wypełniając je po brzegi. Na przykład jezioro Czad przybrało powierzchnie morza, rozlewając się na terenie wielkości dzisiejszego Morza Kaspijskiego.

  Właśnie to wydarzenie sprawiło, ze zazielenił się Bliski Wschód oraz tereny Sahary. O tętniącym życiem światem i bogata fauna ( podobna do dzisiejszej występującej na terenach sawannowej Afryki) świadczą niesamowite malowidła i ryty skalne. Podczas kolejnych tysiącleci powstają nadal naskalne malowidła, w rożnych odmianach stylistycznych. Pokazują one obraz terenu, który przechodzi wiele zmian klimatycznych. Początkowo bogactwo dzikiej zwierzyny, później powoli udomowionej, przeradzają się w malowidła, które powstają krotko przed odejściem człowieka, przedstawiające jedynie wielbłądy, wytrzymałe zwierzęta żyjące na pustyni. Relikty tamtych czasów możemy znaleźć tylko w niektórych miejscach, na wilgotniejszym terenie pustyni. Są nimi bardzo stare drzewa oliwne, zakorzenione głęboko w ziemi, dosięgając warstwy wodonośnej, oraz krokodyle Nilowe (niewiele populacji), odizolowane od świata.

Koniec cieplejszego okresu wypada 5 000 lat temu. Zwiastowały go miedzy innymi: spadające temperatury, wydłużające się lodowce na terenach górskich, wycofujące się w stronę południowa lasy szpilkowe, obniżające się wysokości poziomu morza oraz obszary pustynne ponownie przypominające pustynie.

Przyszły trudne czasy dla ówczesnego człowieka, szczególnie na północy. W ponownie mroźnej Skandynawii rodziły się legendy. Ponad 2000 lat temu powala legenda na temat Ragnarok, czyli wspomnienie ciepłego, dobrego i odległego świata, który niczym nie przypomina mroźnej rzeczywistości.

Kolejne, niewielkie ocieplenie, zaczęło się w 500 roku przed nasza era, a jego koniec przypada na rok 400 naszej ery. Okres ten zbiegł się ze znanym, szybkim rozwojem cywilizacji rzymskiej, co prawdopodobnie nie jest przypadkiem. Również upadek tej cywilizacji wiąże się z kolejna zmiana klimatu, łagodnym oziębieniem, które Europejczykom towarzyszyło do 700 roku naszej ery.

Wtedy nastąpiło nowe ocieplenie, łagodne i krótkotrwale, jednak potrafimy dostrzec jego skutki. Zaliczamy do nich wielkie wydarzania, miedzy innymi: wyprawy Wikingów, rozwój cywilizacji nordyjskiej, kolonizacja Islandii, odkrycie Grenlandii i chyba najbardziej znane – odkrycie Ameryki (Labrador). Rozkwit kultury normańskiej oraz dzieje wypraw Wikingów odzwierciedla istniejące powiązania miedzy klimatem, a historia.

Zmiany spowodowane zmiana klimatu, w tym wypadku ociepleniem można najbardziej odczuć na terenach dalekiej północy, ponieważ właśnie tam zachodzą najbardziej radykalne odmiany. Na innych terenach zazwyczaj odczuwa się jedynie poprawę życia. Do uprawy roślin potrzebna jest odpowiednia temperatura, związana z długością okresu wegetacji. Przełomem może się stać jednoczesny, nawet niewielki wzrost temperatury i wydłużenie okresu wegetacji. Wraz z ociepleniem, kiedy klimat stal się bardziej łagodny, mniej więcej w osiemnastym wieku nastał okres wielkiego rozwoju cywilizacji zamieszkującej Skandynawie.

Ludność Normandii słynęła z ruchliwości. Zdobywali kolejne państwa żeglując północnymi szlakami, Islandie, Grenlandie oraz Amerykę. Inna cześć płynęli  rzecznymi szlakami Europy na południe oraz na wschód. Byli nawet świadkami narodzin nowych struktur państwowych. (w Rosji silnie ugruntowana jest hipoteza wareckiego – linia Rurykowiczow jest pochodzenia normańskiego).

Wpływy tych wypraw można było odczuć na terenie całej Europy, a nawet na obszarach zdominowanych przez Arabów oraz Bizancjum, korzystając ze szlaków śródziemnomorskich.

Powstawały większe i mniejsze państwa sięgające korzeniami do Normandii. Leżały na terenach południowej Europy: Sycylii, Italii, Hiszpanii. Nawet państwo leżące w Afryce północnej – państwo Wandalów, można łączyć z aktywnością cywilizacji normańskiej.

John Gribbin twierdzi, ze od 900 do 1100 roku, można powiedzieć, ze Europa należała do Normanów, i ze Ameryce niewiele brakowało by znaleźć się pod ich władzą.

Wyprawy Wikingów trwające od dziewiętnastego wieku odbywały się szlakami na północnym Atlantyku. W 850 roku odkryto Islandie – krainę lodu. Nazwa pochodzi od lodowców, które w tym okresie (krótkotrwale ochłodzenie) przykryły prawie cala jej powierzchnie. Około 950 roku została odkryta Grenlandia – kraina zieleni. Był to okres optimum klimatycznego, kiedy lodowa wyspa, a szczególnie jej brzegi się zazieleniły. Do dzisiejszego dnia nazwy tych krain (Islandia i Grenlandia) niosą za sobą wydarzenia; niewielkie, ale wymowne zmiany klimatu, który miały miejsce tysiące lat temu.

  Na początku dziesiątego wieku Islandia stała się miejscem, gdzie coraz bardziej korzystne  warunki życia sprzyjały osiedlaniu się na wyspie przybywających Wikingów. Ilość ludności Islandii rosła w szybkim tempie, do czego przyczyniła się również znajdująca się na tych terenach dobra, wulkaniczna gleba oraz łagodny klimat.

Niepodległość Islandii obserwujemy od 870 do 1262 roku, czyli niemal 400 lat, prawie tyle co okres optimum klimatycznego. Utrata niezależności oraz zmiana struktury państwa spowodowała radykalne zmiany w sposobie gospodarowania i tradycji dla ludności, która pozostała na wyspie.

Odczuwalna zmiana klimatu, przypadająca na lata od 1270 do 1390 było oziębienie. Skutki tego okresu widzimy również na wyspie, gdzie obserwujemy upadek rolnictwa oraz hodowli. Wynika to z faktu, ze okres wegetacji skrócił się i zboża nie miały odpowiedniej ilości czasu aby zakończyć swój cykl życiowy zanim nadejdzie mroźna zima.

Zmiana trybu życia i migracja, w celu znalezienia odpowiednich warunków do życia sprawiły, ze ludność Islandii zaczęła przenosić się na wybrzeża. Wówczas rolnictwo i hodowla zastąpiło morze, które było zasadniczym źródłem pożywienia. Dopiero w ostatnich latach na wyspę powróciła uprawa ziemi, w związku z kolejnym nadejściem ocieplenia. 

Jeżeli chodzi o rozwój  normańskiej cywilizacji na „zielonej wyspie”,  to jest ona zdecydowanie bardziej drastyczna.

Około roku 982, w którym rozpoczęła się kolonizacja wyspy (wczesne średniowiecze) możemy zaobserwować bujny rozwój życia na Grenlandii. Przez ponad 500 lat ludność  walczyła o godne życie na tej wyspie, co jednak nieubłaganie prowadziło do jej upadku. Ostatecznie wykończona i niezdolna do przystosowania się do życia na Grenlandii populacja normańska wymarła. Koniec życia n zielonej wyspie może być również związany z kolejna zmiana klimatu, tym razem wyjątkowo chodnego. Zapisał się on także w historii całej Europy. Dzisiaj znamy go jako początek „malej epoki lodowej”.

Pozostałości po tamtych czasach i Ludności normańskiej zamieszkującej Grenlandie odnajdujemy w niewielki ilości obiektach archeologicznych oraz mumiach dawnych mieszkańców, które odkrywamy w wiecznej zmarzlinie. Dawny skąd atmosfery pozwala odtworzyć powietrze znajdujące się w lodach.

 Upadek ludności zamieszkującej Grenlandie jest dramatyczny. Jednak do końca trwali w swojej tradycji i codziennym trybie życia.

Poprzez działalność lodowców stawali się coraz bardziej oddalani od terenów uprawnych i hodowlanych oraz od szlaków morskich, które były możliwością kontaktu ze skandynawska Europa. Kontakt ten był coraz bardziej uciążliwy i ostatecznie urwał się na początku piętnastego wieku (1408 rok).

Jeszcze prze sto lat ludność walczyła o życie swoje i kolejnych pokoleń. Populacja jednak zmniejszała się pod każdym względem: zarówno jeżeli chodzi o liczebność, jak i o wzrost mieszkańców (ludzie byli coraz niżsi co potwierdzają szkielety znalezione w miejscach pochowku: pod koniec dziesiątego wieku mierzyli średnio 177 cm, natomiast na początku piętnastego wieku ich średni wzrost wynosił 164 cm) aż ostatecznie wymarła.

Ostatniego potomka Wikingów znaleziono w połowie szesnastego wieku (1540 roku), ale zmarł on pól wieku wcześniej (1500 rok). Podczas sztormu został zepchnięty norweski statek, który znalazł się nad brzegiem Grenlandii. Właśnie wtedy okazało się, ze ludzie nie potrafili zaadaptować się w nowych warunkach, ponieważ znalezione na śniegu ciało było ubrane w europejskie tkaniny, które nie umożliwiały przetrwania podczas długich, mroźnych zim.

Taki był koniec ostatniego mieszkańca Grenlandii, którego życie wypełniało rolnictwo i hodowla i który nie potrafił pogodzić się z nadeszła zmiana klimatu.

Od tego czasu jedynymi mieszkańcami Grenlandii są Eskimosi, którzy lata wcześniej, przed Normanami przybyli na wyspę. Dostosowując się do panujących na wyspie warunków noszą cieple skory tamtejszej zwierzyny oraz prowadząc koczowniczy tryb życia.

Zaistniałe w Średniowieczu ocieplenie klimatu, którego skutkiem był rozwój cywilizacji i gospodarki na wyspach: Islandii i Grenlandii, miało również wpływ na cala Europę. Szczególnie ważnym wydarzeniem dla życia i kultury Europejczyków było odkrycie Ameryki.

W okresie, gdy rolnictwo rodziło się na Islandii i Grenlandii, nieco niżej , na terenie Anglii istniał dogodny klimat do uprawy winnej latorośli. Od 1250 roku nastąpił kryzys i pnącza zaczęły znikać z wyspy. Kolejny rozkwit nastąpił dopiero w ówczesnym stuleciu, kiedy nadeszło ocieplenie klimatu. Podobnie wyglądało rolnictwo na terenach północnej Europy.

Trwający prawie 600 lat okres nazywamy „mała epoka lodowa”, który rozpoczął się od średniowiecznego optimum klimatycznego i trwającym do wieku dziewiętnastego, kiedy nastąpiła ocieplenie.

Po tym ociepleniu badacze alpejscy zauważyli, ze niedawna działalność lodowców sięgała głębiej w lad. Lodowiec nie wypełniał już szczelnie wysokich górskich dolin, chociaż można było dostrzec świeże ślady obecności lodowca poniżej jęzorów. Ten fakt potwierdził istniejący przed wiekami chłodniejszy klimat.

Po niedługim czasie badania zostały przeniesione na tereny górskie w Szkocji. Następnie rozszerzona je na tereny wielkich nizin w Europie, gdzie również odkryto działalność lodowca.

Obserwacje naukowców doprowadziły do powstania nowej teorii lodowcowej (XIX wiek), która miała wpływ na wyobrażenie i świadomość ludzkości na temat historii geologicznej Europy i całego świata.

Wydarzenia te opisywały dzieje naszej ziemi tysiące lat do tylu. Ostatni lądolód kontynentalny opuścił tereny Europy około 10 tysięcy lat temu. Wyglądem okres ten w plejstocenie mógł przypominać wysokogórskie lodowce.

Jednak w ostatnim czasie stwierdzono, ze ciepły okres, polodowcowych tysiącleci jest nietypowy dla rozwijającej się nowożytnej wiedzy o Ziemi.

„Mała epoka lodowa” to pojecie powstałe stosunkowo niedawno.

W dziewiętnastym wieku oraz 300 lat wcześniej  średnia temperatur na świecie była zdecydowanie niższa. Wpływało to na wydłużanie się lodowców górskich, natomiast zamarzanie rzek czy nawet mórz (szczególnie morza Bałtyckiego) było zjawiskiem często spotykanym. Równocześnie uświadomiono sobie, jak bardzo znaczące były te zmiany klimatu dla historii ludzkości.

Okres charakteryzujący się chłodniejszym klimatem zaczął się po małym optimum klimatycznym i trwał do dziewiętnastego wieku. W tym czasie nastąpiła jednak stuletnia przerwa, również istotna dla Europy.

Na przełomie czternastego i piętnastego wieku na terenie Europy wystąpiły bardzo mroźne, surowe zimy. Doprowadziły do ogólnego zachwiania gospodarki, także na terenie Azji. Miały miejsce częste zamieszki, wielkie epidemie; do jednej z większych zaliczamy Czarna Śmierć, czyli epidemie dżumy (1348-1350), która zabrała miliony ludzi, ponad 30% ludności Europy.

Czy istnieje jakieś związek pomiędzy ta tragedia a zmiana klimatu? Czy spadek temperatury miał wpływ na Czarna Śmierć? Na te pytania nie istnieje jednoznaczna odpowiedz. Z pewnością jednak do tej epidemii przyczyniły się szczury, które z powodu głodu zaczęły masowo wymierać. Zmniejszenie się ilości zbiorów, wśród ludzi również były przyczyna niedożywienia. Prawdopodobnie spadek ilości szczurów (w średniowieczu ich liczba była większa niż ilość ludzi) spowodował przenoszenie się pcheł na ludzi. Konsekwencja tego mogły być choroby u ludzi (osłabionych nieodpowiednim żywieniem), a nawet epidemie.

Czy to możliwe, aby tak niewielka różnica temperatury; o zaledwie 0,5 do 1,0 °C, niosła za sobą tak tragiczne konsekwencje?

  Wiele faktów wskazuje, ze jest to możliwe. Warto również zauważyć, ze średnia wartość tej różnicy temperatur jest myląca, ponieważ w trakcie okresu wegetacyjnego, w czasie wzrostu roślin wystarczy jeden mroźny dzień, aby spowodować straty, które nie przyniesie najmroźniejsza zima. Jednak zimy przyniosły silne mrozy. W pełnych latach cale morze Bałtyckie było zamarznięte od wybrzeży Polski po Szwecje. Znane są opisy podroży na saniach z Trójmiasta do Sztokholmu. Systematycznie również Tamiza były skuta lodem, co w dzisiejszych czasach wydaje się nieprawdopodobne. Natomiast, w krajach północy, surowe zimy przynosiły dramatyczne okresy głodu. Koniec epoki średniowiecza wydaje się ciężkie i smutne.

Historyk zajmujący się klimatem i cywilizacja, Gusta Utterstrom, w książce The Ends of the Earth pisze: "Te perturbacje klimatyczne stanowić musiały podłoże, na którym rozwinęły się gwałtowne ruchy społeczne, które w drugiej połowie XIV wieku wstrząsnęły Europą od Londynu po Saloniki, od Majorki po Niderlandy, chociaż gdy badamy każdą z tych rewolt z bliska, dostrzegamy tylko przyczyny lokalne i lokalne osobliwości".

W kolejnych latach nastąpiły zmiany. Ostatnim mroźnym rokiem, który sprawił, ze morze Bałtyckie było pod lodem, był rok 1460. Tego roku po raz ostatni można było, aż do kwietnia przechodzić z jednego brzegu na drugi. Kilkanaście lat wcześniej (1434 rok) także Tamiza przestała zamarzać.

Kolejnej epoce,  epoce Renesansu towarzyszyło ocieplenie, które trwało około 100 lat. Później nastąpił powrót chłodniejszego klimatu na około 250 lat. Znowu możemy obserwować skuty lodem Bałtyk (1546 rok) oraz zamarznięta Tamizę (1540 rok). Ten okres był szczególnie ciężki, ponieważ mrozy były niesamowicie silne. Zauważono, ze alpejskie lodowce górskie wchodziły daleko w lad. Wyjątkowo trudnymi latami są: 1596-1603, 1649-1652, 1675-1677 i 1695-1697, kiedy w Szwecji nie udawało się żebrać najmniejszych ilości plonów.

Czytając kroniki z zapiskami pochodzącymi z ówczesnych lat, dowiadujemy się o tak wielkim problemie, jakim był głód i zimno. Często duże obszary kraju były odcięte od świata przez wiele miesięcy. Ta zmiana klimatu z pewnością miała związek z migracją ludności Szwedzkiej na południe, w celu znalezienia państwa zasobniejszego w żywność, co również zapisało się w naszej historii.

Południowa Europa także odczula wpływy tej przemiany klimatycznej. Niedożywienie, brak odpowiedniej ilości żywności dotyka Francje (1587 rok) oraz Sycylie (1591 rok).  Tworzące się na tym tle rewolty, pod koniec szesnastego wieku (1590-1600) dotyczą imperium otomańskie oraz tereny śródziemnomorskiej Europy.

Odchodzące od normy niskie temperatury zanotowano także w Niderlandach. Odzwierciedla to sztuka holenderska tamtych lat. Malarstwo pejzażowe szczególną uwagę zwróciło na sceny zimowe, często już dzisiaj nieaktualne. Jednego z wielkich, anonimowych artystów ówczesnego okresu nazwano „mistrzem zimowych krajobrazów”, ponieważ jego twórczość zawiera bardzo dużo śnieżnych pejzaży.

Zmiana klimatu dotknęła także Daleki Wschód. Powstają szczegółowe, systematycznie spisywane kroniki, które umożliwiają zrozumieć tendencje klimatyczne. Najmroźniejsze okresy w Tokio przypadają na piętnasty (1450-1500) i siedemnasty (1600-1700) wiek, kiedy spadek średniej temperatury wynosił 0,5°C (porównując z ostatnim stuleciem). Natomiast w Chinach, chociaż zimy w tych okresach odchodziły od normy, to najzimniejszy okres wypada w osiemnastym wieku (1711-1720). 

Dopiero w 1760 roku zaczęły istnieć odpowiednie instytucje, które zajmowały się obserwacja i rejestracja zjawisk klimatycznych. Z tego okresu pochodzą pierwsze wiarygodne zapisy temperatury i jej różnic, zaczęto używać termometrów. Dzięki tym corocznym zapisom otrzymujemy obraz zmian klimatycznych, które miały miejsce w ostatnich 200 latach. Ważny jest fakt, ze możemy porównać wyniki odczytywane za pomocą przyrządów pomiarowych z danymi otrzymywanymi poprzez rożne, stosowane wcześniej metody pośredniego odczytu temperatury. Do takich metod należą: analiza pyłkowa, metoda izotopowego pomiaru tlenu zawartego w lodowcach, analiza zapisków, których przykładem mogą być kroniki administracyjne oraz handlowe, sprawdzanie grubości przyrostowych słojów roślin drzewiastych oraz analiza obrazów krajobrazowych, przypominająca analizę prehistorycznych malowideł naściennych. Precyzyjne dane pozwalają na rekonstrukcje niedzisiejszego klimatu.

Podsumowując, możemy zauważ, ze cieplejsze okresy przypadały na czasy rozwoju gospodarczego i cywilizacyjnego oraz wielkie wyprawy; natomiast okresy chłodniejsze towarzyszyły regresowi na każdej płaszczyźnie życia.

Teraźniejszość, zawiera się w ciepłym okresie, który trwa od 1850 roku. Właśnie na ten okres przypadają największe osiągnięcia nauki i techniki podczas całego rozwoju cywilizacji ludzkiej.

Wiemy, ze jakiś sposób oddziaływania klimatu na dzieje naszej Ziemi jest bardzo możliwy i prawie udowodniony.

Innym, bardziej interesującym  problemem jest charakter tego działania, w sensie tych własności klimatu, które wpływają na zmiany kojarzone pozytywnie. Jest prawie pewne, ze zmiany klimatu, które prowadza do ocieplenia klimatu maja pozytywny wpływ na rozwój cywilizacji; biorąc pod uwagę tysiące zastrzeżeń, w szczególności należy pamiętać, ze dotyczy to stref umiarkowanych. Zmiany przynoszące ochłodzenie klimatu przynoszą najczęściej tragiczne wydarzenia.

W dzisiejszych czasach towarzyszy nam kolejne ocieplenie, które mogło być powodowane działalnością człowieka, przynajmniej w pewnej części. W tym wypadku jednak większość ludzi zdaje się być tym faktem zaniepokojona.

Jedynym źródłem ciepła dochodzącego do powierzchni naszej planety jest Słonce. Wrasta skorupy ziemskiej jest dużej grubości i dobrym izolatorem. Z tego powodu w ogólnym bilansie wysokości temperatury na Ziemi nie uczestniczy ciepło pochodzące z roztopionego jądra, ani z warstwy astenosfery – górny płaszcz Ziemi, znajdującej się bliżej powierzchni ziemskiej. Zatem klimat zależy wyłącznie od ciepła docierającego nie z naszej planety. Natomiast sposób jego funkcjonowania uwarunkowany jest lokalnymi, ziemskimi właściwościami.

Najbardziej znacząca dla klimatu na Ziemi jest „warstwa życia”, czyli biosfera, której wpływy rosną z roku na rok. Skupiając się na tym temacie należy cofnąć się o miliardy lat i zauważyć najbliższych sąsiadów naszej planety. Ziemia musi posiadać wyjątkowe cechy, które pozwoliły na powstanie i rozwój organizmów żywych.

Skoro Słonce jest jedynym źródłem ciepła na Ziemi, na planetach położonych w równej co Ziemia odległości od Słońca powinna panować taka sama temperatura. Wiemy, ze tak nie jest. Biorąc pod uwagę Księżyc, który krąży po orbicie podobnej do orbity ziemskiej otrzymuje on jednakowa ilość ciepła na pewna jednostkę powierzchni. Jednak temperatura na Księżycu rożni się od temperatury na powierz ni Ziemi.

Z jednej strony zależy to od prędkości obrotu osiowego rożnych ciął. Ziemia wiruje dużo szybciej niż Księżyc. Na każdy „księżycowy dzień” przypadają cztery tygodnie ziemskie. Z tego powodu cześć Księżyca znajdująca się bliżej Słońca i wystawiona na działanie jego promieni może nagrzać się do 100°C, natomiast druga strona, pozostająca w mroku oziębia się do -150°C.

Jednak nawet przy szybszym ruchu obrotowym (na przykład jeden obrót na 24 h ziemskie) nie osiągnąłby temperatury panującej na powierzchni Ziemi.

Różnice pomiędzy tymi ciałami niebieskimi ukazuje średnia wysokość temperatury, która na Księżycu równa się –18°C, a na powierzchni kuli ziemskiej 15°C. Średnio o 33°C nasz klimat jest cieplejszy, co prawdopodobnie jest skutkiem naturalnie istniejącego na Ziemi, efektu szklarni.

Energia docierająca do powierzchni Ziemi jest w postaci promieni słonecznych. Światło słoneczne promieniuje w zakresie norm spektrum widzialnego, czyli mogą być widoczne gołym okiem, ponieważ fale jego promieni maja długość od 0,4 do 0,7 mikrometra. Pewna cześć tych fal, mniej więcej 7%, zostaje emitowana jako fale nadfioletowe, które są krótsze; inna cześć jako fale podczerwone, które są dłuższe (niedostrzegalne dla oka, ale odczuwamy je jako ciepło) oraz jako fale radiowe, które są bardzo długie.  Promieniowanie, które nie potrafimy dostrzec; nie wliczając fal radiowych; w dużej mierze nie dochodzi do Ziemi. Promieniowanie nadfioletowe zostaje wchłonięte do stratosfery, w szczególności dzięki warstwie ozonowej, a fale podczerwone absorbowane są dzięki parze wodnej. Światło dostrzegalne gołym okiem, docierające do naszej Ziemi, ogrzewa jej powierzchnie. Jednakowo dzieje się na Księżycu pozostałych planetach Układu Słonecznego. Ciepło dochodzące do Ziemi wykorzystują tez rośliny, które przekształcając energie słoneczna wytwarzają związki organiczne, które tworzą ciało organizmów żywych.

Dzięki promieniom słonecznym temperatura na naszej planecie wzrasta nawet do 30°C. Takiemu ciepłu towarzyszy imitacja fal o długości większej niż fale światła. Jest to promieniowanie w podczerwieni.

Księżyc nie zatrzymuje ciepła na swojej powierzchni, które ulatuje w przestrzeń kosmiczna. Ziemia absorbuje to ciepło w atmosferze. Para wodna wraz z dwutlenkiem węgla pochłania energie cieplna, ogrzewając się, a następnie wypuszczają fale podczerwone, które biegną w stronę powierzchni ziemskiej.

Tak powstaje „efekt szklarni”; ciepło zostaje zatrzymane i Ziemia nagrzewa się.

Jakość tej szklarni uzależniona jest od ilości gazów, które pochłaniają ciepło, w atmosferze. Sprawność tej powłoki zależy, w głównej mierze wiec od dwutlenku węgla oraz pary wodnej; także metanu oraz innych gazów. Ich duża ilość sprawia, ze na powierzchni Ziemi jest większa temperatura. W obecnym czasie zawartość dwutlenku węgla jest stosunkowo nieduża, ponieważ rzadko przekracza 0,03%. Tysiące lat temu zawartość ta były znacznie większa. Atmosfera Ziemska (oraz innych planet, takich jak Wenus i Mars) zawierała w ogromnej mierze dwutlenek węgla, z czego wynika, ze efekt szklarni był również znacznie większych rozmiarów.

Jednak dzieje wymienionych trzech ciął niebieskich potoczyły się odmiennie. Na Wenus, dwutlenek węgla nadal tworzy atmosferę w dużym stopniu, co doprowadziło do wzrostu temperatury przekraczającej 500°C. Stężenie tego gazu jest tak duże, ze powstałe na tej planecie ciśnienie jest sto razy większe niż ciśnienie na powierzchni Ziemi. Temperatura zaś jest wystarczająco wysoka aby stopić wiele metali.

Na Marcie sytuacja wygląda inaczej. Z pewności na początku atmosfera Marca była gęsta i zbudowana przede wszystkim z dwutlenku węgla. Temperatura była niższa niż na Wenus, ale wystarczająca do utrzymania wody jako płynu. Możliwie, że podczas rozpuszczanie się dwutlenku węgla w wodzie, zachodziła reakcja Ca²⁺, która prowadziła do wytracenia się wapieni zasilających skorupę tej planety. Proces ten sprawił, ze gęstość atmosfery na Marsie malała, co wiąże się w skutkach ze spadkiem temperatury. W wyniku bardzo intensywnego działania tego zjawiska, po pewnym czasie temperatura osiągnęła wartość, która sprawiała, ze dwutlenek węgla zamarza. Z Ziemi obserwujemy czapy lodowe, które są wynikiem tego procesu. W dzisiejszych czasach Mars jest lodowa pustynia; zmienienie tego stanu jest niemożliwe, ponieważ po uwiezieniu CO2 w wapieniach, nie może on już przejść do atmosfery.

Jest jednak możliwość sprowokowania Marsa poprzez przykrycie czap lodowych czarnym popiołem, który absorbuje sztuczne promieniowanie. Możliwe, ze wywoła to systematyczne topienie się suchego lodu. Efektem byłaby indukowana szklarnia prowadząca do wzrostu temperatury.

Niektórzy podchodzą do tej możliwości z pełna powaga. Warto zauważyć, ze Mars jako mała planeta nie jest w stanie utrzymać efektu szklarni, powstającego w naturalny sposób. Gdyby był wielkości Ziemi czy Wenus posiadałby odpowiednie ciepło wewnętrzne aby zainicjować przemieszczenie się płyt litosfery. Schodzące coraz niżej osady wapienne zaczęłyby się topić i dwutlenek węgla uwalniałby się podczas erupcji wulkanicznych.

Jeżeli chodzi o historie Ziemi, płynna woda istniała już dużo wcześniej niż na Marsie. Proces wiązania CO2 z Ca²⁺ i późniejsze składowanie wapieni w skorupie planety zachodziły również wcześniej.

Na naszym klimacie zaważył fakt, ze Ziemia jest większych rozmiarów i zainicjowany został ruch płyt tworzących litosferę, którego skutkiem jest wulkanizm. Zjawiska te utrzymywały funkcjonowanie szklarni na odpowiednim poziomie, ponieważ pewna cześć dwutlenku węgla systematycznie powracała do powietrza; zostawiając większą cześć w wapieniach, co zapewniało odpowiedni poziom efektu szklarni.

Powierzchnia kuli ziemskiej  nieprzerwanie by się nagrzewała, w wypadku , gdyby jedynie ten proces determinował ziemski klimat. Kiedy połączymy to z coraz większa ilością energii emitowane przez Słonce; która wzrosła o ponad 25% w porównaniu z początkami Słońca, około 4,5 miliarda lat wcześniej, i stale rożnie; możliwe jest, ze temperatura na powierzchni Ziemi przekroczyłaby 100°C. Prowadziłoby to do odparowania oceanów i zatrzymania procesu wytrącającego wapienie. Zwiększanie się temperatury osiągnęłoby pewna równowagę i poziom, z którego niemożliwy jest powrót do znośnych warunków.

Wynika  z tego, ze istnieją jedynie dwa stany klimatyczne, które są stabilne. Obserwowane na Wenus niewyobrażalne gorąco oraz zmrożona pustynie na Marsie. Na obu tych planetach została osiągnięta równowaga poprzez znoszenie się działających sil, wynikających z samowzmacniających się zjawisk.

Na Ziemi, przez miliardy lat nie zadomowił się żaden z opisanych stanów, cały czas utrzymuje się umiarkowany klimat, co pozwoliło rozwinąć się organizmom żywym. Dlaczego jednak tak się stało?

Z jednej strony Ziemia posiada bardzo korzystne cechy astronomiczne. Do najważniejszych należą: odległość od tarczy słonecznej oraz tempo obrotu osiowego, które kontrolują ilość dochodzącej do powierzchni Ziemi energii słonecznej. Ważną cecha jest także rozmiar kuli ziemskiej, który wpływa na mechanizm geotechniczny odpowiadający za krążenie dwutlenku węgla pomiędzy atmosfera, hydrosfera i litosferą.

Według ludzi, którzy są zwolennikami teorii antropicznej, można mówić o losie wygranym na loterii, który uprzywilejował nasza planetę, przygotowując do warunków niezbędnych do życia.

Istnieje jeszcze jeden czynnik, któremu zawdzięczamy odpowiedni klimat. Ponieważ Słonce wytwarza coraz więcej ciepła, dziwnym wydaje się fakt, ze warunki na Ziemi nie zmieniły się. Wynika to z usuwania dwutlenku węgla zawartego w atmosferze poprzez czynnik jakim jest życie.

Życie, w rozumowaniu biochemicznym, jest procesem wychwytywania z powietrza dwutlenku węgla i w towarzystwie energii słonecznej produkowania związków organicznych, które są budulcem ciał, wszystkich organizmów żywych.

Zjawisko to jest procesem odwracalnym, ponieważ równocześnie do organizmów odpowiadających za produkcje materii organicznej żyją takie formy, które odpowiadają za jej rozkład do substancji prostych, jaka jest dwutlenek węgla. Zatem zachodzące na Ziemi procesy życiowe zmniejszają ilość CO2 w powietrzu, jest to jednak niewielka różnica, odpowiadająca ilości tego gazu zawartego w biomasie. Wielkość ta jest również stała; zakładając, ze liczba organizmów żywych pozostaje niezmienna. Początkowo obniżyłoby to temperaturę, jednak nie spowodowałoby utrzymania jej na właściwej wysokości. Można także założyć, ze nie poradziłoby sobie z ciągle rosnąca ilością ciepła dochodzącą do powierz ni Ziemi.

Rozwiązaniem staje się fakt, ze obieg węgla w biosferze zachodzi poprzez obieg otwarty. Wypadając z obiegu węgiel przybiera formę węglanu wapnia, który osiada się w głębinach morskich; może występować również w postaci złóż węglowych, do których miedzy innymi należą: węgiel kamienny, gaz ziemny, torf czy ropa naftowa. Występują one głownie na terenach ujścia rzek i na ladach. W taki sposób zmniejszona zostaje ilość dwutlenku węgla zawartego w powietrzu i co jest bardzo ważne, istnieje możliwość jej regulacji. Dzięki mechanizmom kontrolującym (zwiększającym czy zmniejszającym) ilość zamkniętego węgla w litosferze.

Efekt szklarni na Ziemi działa według takiego, dosyć ogólnie opisanego mechanizmu.

Okres czwartorzędu, który trwa obecnie przyniósł na tyle specyficzny klimat, ze nie można go porównać do jakiegokolwiek z mających miejsce w przeszłości. Powodów jest kilka. Jednym z nich jest fakt, iż czwartorzęd odpowiada epoce lodowcowej, która zdarzała się mniej więcej systematycznie co 200 000 lat. Druga sprawa to niezwykłość tego okresu, kiedy czapy lodowe pokrywają oba bieguny, co prawdopodobnie zdarza się po raz pierwszy w historii geologicznej kuli ziemskiej.

Skupimy się jednak na składzie powietrza i jego zmianach, nawet tych niewielkich. Zastanowimy się jaki mogły mieć one znaczenie dla fluktuacji klimatycznych.

Przemiany w składzie atmosfery są wyjątkowo małe. Obecnie zawartość dwutlenku węgla w powietrzu wynosi 0,03% i nawet jeżeli zwiększymy je do 0,06%, czyli dwukrotnie, to nie dojdzie ono do choćby liczby dziesiętnej procenta. Porównując tę wartość z ilością dwutlenku węgla w pierwotnym powietrzu Ziemi, która wynosiła około kilkadziesiąt procent. Jednak takie rozumowanie jest myląc. Faktem jest ze równocześnie ze wzrostem  zawartości dwutlenku węgla oraz  innych gazów szklarniowych, rośnie efekt szklarni; jednak ten wzrost nie jest liniowy. Nawet mała ilość dwutlenku węgla, metanu, ozonu albo pary wodnej potrafi zaabsorbować większość a czasem całkowite promieniowanie podczerwone. Gazy te pochłaniają ciepło w niejednakowych zakresach. W takiej sytuacji zwiększanie zawartości tych gazów w atmosferze nie ma już większego wpływu na wysokość temperatury. Najważniejsze jest ich stężenie i jego zmiany, w szczególności ma to znaczenie, kiedy jest bardzo małe.

Przyjmując, ze opisany tutaj efekt szklarni na Ziemi jest prawidłowy i zakładając, ze zmiany stężeń wspominanych gazów , nawet te najmniejsze, prowadza do przemiany klimatycznej, to najlepszym okresem, aby potwierdzić te hipotezę, będzie okres lodowy. W czasie trwanie czwartorzędu kilkakrotnie widzimy gwałtowne, zmiany klimatu. Również podczas kolejnych glacjałów oraz interglacjałów obserwujemy znaczące różnice temperatur. Wykorzystując te wiedze, wystarczy porównać zawartość powietrza w poszczególnych epokach, które różniły się temperatura. Następnie zbadać, czy zachodzi jakąś systematyczność pomiędzy ilością gazów szklarniowych w powietrzu, a temperatura na Ziemi. Wydawać się to może proste. Natomiast problem staje się zdobycie powietrza z interesujących okresów. Jest to jednak możliwe. W trakcie powstawania lodu (czapy lodowe) puszysta na początku masa śniegu zostaje zgnieciona, zatrzymując jednocześnie zawarte w śniegu powietrze. Przyrost lodu jest procesem nierównomiernym: szybciej zachodzi w zimę, a wolno (albo wcale) latem. Właśnie dlatego lód posiada strukturę warstwowa, gdzie kolejne warstwy symbolizują kolejne lata. Dzięki temu zjawisku możemy z dość dużą dokładnością określić wiek warstwy i uwięzionego w niej powietrza. Trzeba teraz znaleźć lądolód w odpowiednim wieku, ponad 100 tysięczny w najgłębszych pokładach, aby mieć możliwość zrekonstruowania atmosfery podczas ostatniego zlodowacenia oraz okresu interglacjalnego.  Niestety lodowce górskie są nieodpowiednie do tego typu badań, ponieważ mimo starego wieku, budujący je lód ma około kilkaset lat (lód jest nieustannie odnawiany). Pomyśl na użycie kopalnego powietrza, znajdującego się w lodowcach, w celu rozwiązania problemu związanego z efektem szklarni, może wydawać się nieskomplikowany i oczywisty. Jednak pierwsze badania rozpoczęły się stosunkowo niedawno, a dopiero po 1980 roku możemy mówić o powodzeniu tych badań.

Niewielu ludzi było świadomych, jak ogromny wpływ ma klimat na temperaturę na powierzchni Ziemi. Szwajcarscy naukowcy (Uniwersytet w Bernie) dokładnie zbadali te zjawiska. Okazało się, ze ilość dwutlenku węgla w atmosferze wynosiła: w trakcie maksimum zlodowacenia, sprzed 20 tysięcy lat , jedynie 180 – 240 ppm (jedność na milion); na przełomie osiemnastego i dziewiętnastego wieku – 280 ppm; w dzisiejszych czasach – 350 ppm. Wykazano również, ze ilość tego gazu zaczęła rosnąc na początku deglacjacji (topienie się olbrzymich czap lodowych z terenów północnych), natomiast ustabilizowała się zaraz po wycofaniu się wielkich lodowców, osiągając przedindustrialny poziom. Tego typu badań zostało wykonanych wiele razy, analizując lód pochodzący z dwóch lądolodów polarnych. Wiercenie niedaleko „Wostok” – stacji na Antarktydzie zdołało przebić lód pochodzący z ostatniego zlodowacenia, znajdując lód z poprzedzającego ten okres interglacjału, który był cieplejszy niż teraźniejszy. Wszystkie te badania wykazały systematykę: ilość dwutlenku węgla podczas zimnych epok była mniejsza od ilości w epokach ciepłych; najmniejsza ilość zanotowano w okresach wyjątkowo zimnych.

Wydaje się, ze wyniki te nie powinny zadziwiać. Założyliśmy, ze ilość dwutlenku węgla ma wpływ na temperaturę na powierzchni Ziemi, wiec wykrycie nietrudnej zależności: wraz ze wzrostem tego gazu w atmosferze temperatura rośnie, a w odwrotnym przypadku maleje, powinno stać się jedynie oczekiwanym potwierdzeniem rozumowania teoretycznego.  Jednak, odkrycie to spowodowało pojawienie się nowych pytań.

Problem pojawia się gdy zastanowimy się nad faktem, iż nie jedynie gazem szklarniowym, ale również gazem biogennym jest dwutlenek węgla. Wynika z tego, ze jego ilość w atmosferze uwarunkowana jest także ilością organizmów żywych. Zależność polega na  oddziaływaniu biomasy na spadek dwutlenku węgla w powietrzu. Zostaje on wbudowany w ciała żyjących organizmów, czyli ostatecznie dostarczony do litosfery. Możemy, wiec wnioskować, ze ilość dwutlenku węgla w atmosferze odczytujemy jako swego rodzaju wskaźnik panujących na Ziemi warunków do życia. Czyli: mniejsza jego ilość korzystniej wpływa na rozwój życia niż jego nadmiar.

W ten sposób ujawnia się nam paradoks. Wynika z tego, ze mroźne okresy lodowcowe sprzyjały, w skali całej kuli ziemskiej, rozwojowi życia; z drugiej strony pojawienie się ciepłego interglacjału wiązałoby się z przyjściem niezbyt dobrych warunków. Całkowicie inaczej niż się tego można było spodziewać.

Zastanawiający jest jednak fakt, ze życiu (w sensie ogólnym) sprzyjają okresy zimne, a nie cieple jak powszechnie zdawałoby się kojarzyć. Nie znajdujemy jednoznacznej odpowiedzi.

Możemy się jednak domyślać, ze podczas glacjałów poziom morza obniżał się, przy czym pojawiał się przykryty wcześniej lad. Często na terenach tropikalnych; przykładem  może być bardzo duży teren malajsko-australijski. Pierwsza odpowiedzią jest intensywnie rozwijająca się na tak potężnym obszarze – działalność biologiczna. Druga odpowiedzią są teraźniejsze oceany, przede wszystkim te, które znajdują się w strefach polarnych i które są żyzne ale nieproduktywne. Oceany są żyzne, ponieważ żelazo jest czynnikiem ograniczającym  liczbę planktonu i jest niezbędne w syntezie hemoglobiny oraz chlorofilu. Gdy występowały glacjały a cyrkulacja powietrza była bardziej intensywna, ogromna ilość pyłów, które zawierały także żelazo, były nawiewane przez wiatr z lądów wcześniej przykrytych morzem. Prawdopodobnie wzrosła produktywność mórz z czym wiąże się równocześnie pobudzenie planktonu, który sprowadzał węgiel, mający postać pancerzy z wapienia na dno.

W każdym razie, człowiek, wpływając na wzrost zawartości gazów szklarniowych w atmosferze, podwyższa równocześnie „gorączkę biosfery”. Jest to jeden z powodów, dla których powinien unikać tego wzrostu.

Z jednej strony, tylko niewielka liczba ludzi na Ziemi jest skłonna zainteresować się planktonem polarnym czy organizmami błotnymi (tereny tropikalne); a jeszcze mniejsza potrafi przełożyć interesy biosfery wyżej niż własne. Drugą stroną jest historia naszej kuli ziemskiej, z której odczytujemy, ze lepiej rozwijało się życie, kiedy trwały cieple okres niż podczas zimnych. Z tego wynika, ze groźniejsze są dla nas mrozy od upałów. Może nadchodzące ocieplenie jest wielka szansa dla rozwoju ludzkości?

Jednak z punktu widzenia jednostki nie istnieją gorsze czy lepsze klimaty. Odbieramy to raczej jako stan, do którego trzeba się przystosować i cywilizacja ludzka właśnie to uczyniła podczas ostatnich kilku  tysięcy lat, a jeszcze bardziej w ostatnich kilku wiekach. Każda, wiec zmiana może spowodować ogromna katastrofę.

 Na możliwość pojawienia się „klimatu szklarniowego” na Ziemi zwrócił uwagę Michał Budyko. Dowodził, ze nadejście ocieplenia może być korzystne, ponieważ zazielenia się ogromne, tundrowe tereny Syberii oraz Kanady, również wielkie pustynie Sahary; można będzie te tereny wykorzystać do celów rolniczych. Budyko namawiał także do aktywności, która miała zwiększać efekt szklarni i przyśpieszyć wystąpienie tych zmian.

Jednak pomysły tego uczonego nie zostały przyjęte. Na szczęście. Myślenie Michała Budyko jest błędne, w każdym przypadku.

Po pierwsze, takie myślenie skazuje na katastrofę miliony ludzi, zamieszkujących obszary, które z pewnością zostałyby zalane przez morza. Podwyższenie się poziomu morza w skutek ocieplenia się klimatu przyniosłoby duża ilość ofiar śmiertelnych. Do takich terenów należą: Bangladesz, Holandia, Żuławy Wiślane oraz delta Nilu. Położenie tych obszarów, delty ogromnych rzek, sprawia, ze są bardzo żyzne i przy tym gęsto zaludnione.

Co w takim razie oznajmić głową państw, które mogą przestać istnieć na kuli ziemskiej. Dotyczy to również państw młodych i małych. Na przykład, dotyczy to atoli koralowych, które w najwyższym punkcie znajdują się 2-3 metry ponad tafla wody. W ostatnim czasie większość z nich, stało się niepodległymi. Co się stanie gdy wody morza podniosą swój poziom o metr bądź tez więcej? Miasta zabytkowe, takie jak Aleksandria i Wenecja, zgina.

 Cóż wiec możemy zrobić? Wcześniej wspomniany John Gribbin napisał o Wenecji: "To piękne miasto już dziś można spisać na straty. Jest już po prostu za późno, by uratować je przed zalaniem, a pieniądze wydane na powstrzymanie fal, to pieniądze wyrzucone w błoto...". Co zrobić z wielkimi portami, długimi drogami, nadbrzeżami oraz piaszczystymi płazami? Można byłoby wyliczać bez końca, gdyż cywilizacja odbija właśnie te warunki, w jakich musi żyć.

 Z efektem szklanym wiążą się potężne zagrożenia dotyczące niewiedzy o dalszych losach klimatu, podczas gdy „globalny eksperyment” będzie dalej przez nas przeprowadzany. Funkcjonowanie klimatu ziemskiego nie jest jeszcze do końca przez nas pojmowany. Z cala pewnością składniki atmosfery(w szczególnej mierze ilość gazów szklarniowych w powietrzu) maja duży wpływ na klimat, ale niestety nie potrafimy powiedzieć jakie będą pośrednie a jakie bezpośrednie efekty. Oczywiste jest, ze większa obecność gazów szklarniowych powoduje wzrost średniej temperatury  na kuli ziemskiej. W niektórych regionach temperatura może drastycznie się obniżyć, co da się obecnie już zauważyć, dlatego tez te regule nie należy odczytywać regionalnie. Nie jest także wspomniane, jak bardzo podniosłaby się temperatura, to jest następne bardzo niepokojące zjawisko.

  Należy także zwrócić uwagę na sprzężenie zwrotne, w szczególności te dodatnie, przez które może dojść do potężnej katastrofy. Cecha wszystkich sprzężeń dodatnich jest fakt, ze nawet niewielka zmiana stanu powoduje kolejne odstępstwa od pierwotnego. Trwa to do całkowitego zniszczenia  się układu ( rozumianego jako katastrofa), lub w innym wypadku do osiągnięcia innego stanu, gdzie siły przeciwne kolejnym zmianom dominują nad siłami, które dotąd działały. Widzimy, ze w taki sposób, początkowo niewielkie i wydawałby się mogło niegroźne przemiany, mogą w szybkim tempie wzmocnić się i powodować groźne następstwa. Wspomniane wcześniej sprzężenia dodatnie i ich działania, przy opisywaniu ewolucji klimatu na planetach: Wenus oraz Mars, miały wpływ na dalsze losy tych planet. Na Wenus efektem końcowym jest ogromne ciepło, a na marsie kontrastująca, mroźna pustynia.

Jednak obie te planety i zjawiska są katastrofą dla organizmu żyjącego (w wypadku zaistnienia takiego). Na ziemi również istnieją przykłady takich zjawisk. Jednym z nich jest przypadek albedo.

Podczas ocieplania się klimatu, powierzchnie terenów przysypanych śniegiem, w czasie zimy, zmniejsza się (czasem nieznacznie). Wraz ze zmniejszeniem się śnieżnych terenów, zmniejsza się ilość promieni, które zostają od razu odbijane do atmosfery ziemskiej. Właśnie w ten sposób powierzchnia Ziemi jest bardzo ogrzewana. Podczas, gdy śnieg topnieje, to promieniowanie dodatkowe zostanie wchłonięte (zarówno przez Ziemie jak i morza), przez co kula ziemska troszeczkę się ogrzewa. Wtedy tez, ilość topniejącego śniegu wzrasta, a nasza planeta opiela się, aż do momentu, gdy stopi się cala reszta pokrywy śniegowej. Nie można zapomnieć o siłach przeciwstawnych, które uruchamiają się wcześniej. Cały ten mechanizm, na pewno, miał ogromny wpływ na nasze zmiany klimatyczne, szczególnie w epokach lodowcowych czy międzylodowcowych.

W czasie ocieplania się Ziemi, ociepla się również temperatura wody w morzach. Jak wiadomo, w cieplej wody  rozpuszczalne są mniejsze ilości gazów, wiec wraz ze wzrostem temperatury, pewna cześć tych gazów  (także dwutlenek węgla) ucieka do powietrza, co powoduje wzrost efektu szklarni. Efekt szklarni przyczynia się do wzrostu ciepła wody i cały proces przebiega od początku, do momentu uzyskania nowej równowagi.

Przyczyna wzmacniająca nieduże zmiany może być związana z geografia świata. Czasze lodowe na terenach wschodniej Antarktydy oraz Grenlandii są dużej grubości, krawędzie ich dochodzą do morza. Wynika z tego, ze przyrost albo ubytek pokrywy lodowej na początku nie ma wpływu na zasięg lodów oraz albedo czasz lodowych pozostaje takie samo. Inaczej jest na Oceanie Lodowatym i zachodniej Antarktydzie. Na tych terenach pokrywa lodowa ma niewielka grubość (kilka metrów) i podczas ocieplenia zmniejsza się z góry i z dołu. Jest to pierwszy krok prowadzący do szybkiego stopienia się lodu. Zjawisko obserwowane jest już od kilku lat.

Równocześnie do topienia się pokrywy lodowej na Oceanie Lodowym (co potwierdziły pomiary), miąższość lodu na terenach Grenlandii rośnie (częściowo również na Antarktyce).

Ten absurdalny, by się wydawało wynik badań potwierdza jednak przewidywania. Na obszarach okołobiegunowych cieplejszy ocean może być źródłem wilgoci, spadającej na lad w formie śniegu. Lód na Grenlandii przyrasta mniej wiece 25 cm w skali roku, dzieje się tak od siedemdziesiątych lat dwudziestego wieku.

Pomimo, ze stopienie wszystkich pływających brył lodowych nie wpłynie na poziom morza (wzrost wody jest zastępowany zmniejszonym wyborem),  to „czysta” tafla morza absorbuje dużo więcej promieni słonecznych.  W ten sposób zostaje doniesiona wysokość temperatury na terenach polarnych, powodując w skutkach topienie się dodatkowego śniegu na pobliskich ladach. Ten proces jest bardzo niebezpieczny i może spowodować katastrofę.

Podsumowanie

 Najbardziej niepokojące jest to, ze nie potrafimy w zadem sposób przewidzieć co zdarzy się w przyszłości, jakie zajdą zmiany. Bardzo ważne , a zarazem trudne jest rozwianie chmur w temacie efektu szklarni. Ocieplenie wywołuje wzrost ilości chmur na niebie, co jest jednoznaczne z pojawieniem się większej ilości pary wodnej w atmosferze, pamiętając, ze jest to gaz szklarniowy. Z innej strony, cecha chmur jest odbijanie promieni w przestrzeń, choć to zależy od rodzaju chmur.

Teraźniejszość, to czas destabilizacji dotychczasowego klimatu. Dodatkowe sprzężenia związane z tymi przemianami powodują, ze zmiany, które zajdą w przyszłości mogą być gwałtowne i dramatyczne.

Dzisiejsze temperatury są wyższe niż przed tak ogromnym rozwojem Przemyślu.

Przypuszcza się, ze wysokość średniej temperatury na Ziemi w 2030 roku może się zwiększyć o 3,5 do 5C. Wartość ta może być większa na pewnych obszarach. W takim wypadku poziom morza może podnieść się o około 50cm. Przemiany te kojarzą się z tymi, kto te doprowadziły do końca ostatni okres lodowy. Lecz w dzisiejszym świecie mogą przechodzić znacznie szybciej.

Dostosowanie gospodarki na całym świecie i przystosowanie do innych warunków będzie z pewności gronie kosztowne.

Ziemia jest planeta żywą, czyli może zachorować, w sensie wytracenia z odpowiedniego i pożądanego stanu przez wszystkie organizmy żywe. W takim wypadku należy pamiętać, ze najważniejszą zasadą jest: nie szkodzić. I tego powinniśmy przestrzegać.

Zanieczyszczenia i ochrona wód

Zanieczyszczenia środowiska wodnego objawia się w postaci zmętnienia wody, zmiany jej odczynu, barwy, smaku i zapachu oraz mają bardzo negatywny wpływ na organizmy żywe w tym człowieka. Zaliczamy do nich wszystkie nie naturalnie występujące lub w niewłaściwych stężeniach:

•   zanieczyszczenia mechaniczne;
•   substancje chemiczne;
•   organizmy żywe.

Jeziora żyzne, bardzo żyzne oraz te które zawierają dużo związków buforujących neutralizują oddziaływanie kwaśnych deszczy. Taki typ jezior mamy u nas w kraju. Dodatkowo na pojezierzach występowanie kwaśnego opadu jest mniej nasilone. Problemem naszych jezior jest eutrofizacja. Ostatnimi czasy nad ich brzegami powstawały wsie, potem miasta, ośrodki wypoczynkowe, domki letniskowe, z których ścieki odprowadza się właśnie do jezior w postaci najczęściej nieoczyszczonej. Ludzie wiedzą o tym, że wody mają zdolność do samooczyszczania i nadwerężają jej możliwości. Aktualnie możliwości  te się wyczerpały i woda nie radzi sobie z samooczyszczaniem i w konsekwencji jest coraz bardziej żyzna. W związku z dużą ilością biogenów następuje rozwój fitoplanktonu, a co za tym idzie zmniejszenie przejrzystości samej wody. Mętność wody doskwiera zwłaszcza latem, gdy fitoplankton rozwija się intensywniej. Ze spadkiem przejrzystości spada ilość docierającego do toni wodnej światła, co powoduje wyginięcie roślin wodnych. Również giną zwierzęta, dla których czynnikiem destrukcyjnym jest brudna woda.

W przypadku rzek odporność na zanieczyszczenia jest większa, niż jezior. Wynika to z mieszania i ciągłej cyrkulacji wody w rzece, co prowadzi do jej ciągłego napowietrzania. Niestety fakt, że rzeka płynie i gdy wrzucimy do niej jakiś śmieć, to zaraz zniknie nam z oczu prowokuje do wyrzucania do niej odpadów i wpuszczania ścieków.  Skutki są olbrzymie, co widać po stanie jakości naszych rzek. Czystość wody określają tzw. klasy czystości wody, których jest pięć. Władze mogą zmieniać ich zakres podobnie jak w przypadku norm czystości wody pitnej.  

Wody morskie przez tysiące lat były zanieczyszczane i zaśmiecane, lecz były to procedery o mniejszym znaczeniu. Zanieczyszczenia zawsze napływały z lądu, a z czasem zaczęły napływać również z morza. Żagle i wiosła zastąpiono silnikami, napędzanymi paliwem stałym i płynnym (węgiel, ropa naftowa, benzyna mazut). Z czasem ich przybywało, a wraz z nimi również przybyło zanieczyszczeń. Coraz częściej dochodziło do katastrof ; pojawiały się wojny, bitwy morskie. Między czasie powstawały wciąż nowe zakłady przemysłowe, przetwórcze i inne, których odpady wodami śródlądowymi trafiały do morza. Już wtedy człowiek zaczął dostrzegać problem skażenia mórz i oceanów. Rozpoczęto badania; wykazały one, iż jednym z najbardziej zanieczyszczonych mórz i w ogóle akwenów wodnych na świecie jest Bałtyk. Najczęstszymi zanieczyszczeniami wód morskich i oceanicznych są:

•   ścieki komunalne;
•   odpady, których źródłem są zakłady o różnorodnych procesach przemysłowych;
•   odpady związane z żeglugą;
•   katastrofy.

W przypadku Bałtyku jest on głównie zasilany ściekami komunalnymi, które docierają do niego rzekami i kanałami. Zawierają one różnego rodzaju zanieczyszczenia:

•   substancje toksyczne i ich związki;
•   metale ciężkie (np. rtęć, czy ołów);
•   detergenty (np. z proszków do prania);
•   związki organiczne;
•   sole biogeniczne do których zaliczamy sole azotowe oraz fosforowe, które występując w niektórych związkach chemicznych powodują wzrost produkcji morza. W takiej sytuacji równowaga biologiczna wód morskich burzy się i następuje niekontrolowany wzrost produkcji coraz to większej liczby biogenów, co prowadzi do eutofizacji wody morskiej. Zjawisko to nazywamy również przeżyźnieniem. Polega ono na wzroście ilości planktonu w toni wodnej, który odgrywa w morzu bardzo istotną, w zasadzie podstawową rolę. Nadmiar tej produkcji jest zbyt duży do skonsumowania i choć stwarza pozornie dobre warunki, w następnych pokoleniach okazuje się destruktywny.

W przypadku ścieków komunalnych na samym początku oczyszcza się je techniką oczyszczania mechanicznego. W tym celu stosuje się grube sita i kraty zatrzymujące większe śmieci znajdujące się w ścieku. Rozróżniamy różne rodzaje sit i krat, np. te stosowane do oczyszczania ścieków z celulozowni oraz papierni są bardzo gęste, aby mogły efektywnie oddzielać włókna celulozy. Odzyskuje się je do powtórnego wykorzystania. Podobnie odcedza się włókna bawełny, ze ścieków pochodzących z przemysłu włókienniczego. W ściekach znajdują się najróżniejsze substancje. Mogą to być zawiesiny organiczne lub nieorganiczne zawierające piasek, popiół, żużel, czy rudę. Tego typu zawiesiny oddzielamy w odkrytych typach zbiorników (tzw. osadnikach). Polega to na tym, że ciężar takich zawiesin nieorganicznych jest większy niż wody i osiadają one same na dnie.

Ścieki przemysłowe są niekiedy bardzo niebezpieczne. Zawierają często substancje trujące. Metody ich oczyszczania ograniczają się do zastosowania jedynie bardzo agresywnych środków.  Zdarza się, że taki ściek trzeba poddać nawet pięciu cyklom oczyszczania chemicznego, aby mógł być wypuszczony powtórnie do rzeki lub jeziora. Zakłady mogłyby stosować wodę niezupełnie oczyszczoną (np. po trzecim cyklu oczyszczania), zawierającą kadm i ołów. Opłaca się to, ponieważ zastosowuje się wtedy zakładowy ściek, zamiast wypuszczać go do rzeki. Jednak w każdej gałęzi przemysłu są różne ścieki. W przemyśle spożywczym dominuje materia organiczna; ścieki te nie zawierają substancji o właściwościach trujących, więc możemy je oczyszczać w taki sam sposób, jak ścieki komunalne. Oczyszczanie tego rodzaju ścieków (biologiczne) mogłoby zachodzić na naturalnej drodze w jeziorach i rzekach, niestety jest ich za dużo, a zatem byłoby to możliwe gdyby nie było człowieka. Jednak tak nie jest, więc budujemy oczyszczalnie i staramy się pomóc naturze w poprawieniu jej niezadowalającego stanu, który jest efektem naszej działalności.

Oczyszczanie biologiczne zachodzi w środowisku wodnym. Polega ono głównie na utlenianiu, tzw. spalaniu na mokro. Bakterie tlenowe, zwane też aerobowymi, są do tego procesu niezbędne. W warunkach tlenowych proces oczyszczania polega na adsorpcji na powierzchni mikroorganizmów substancji organicznych, koloidów i substancji rozpuszczonych z danego ścieku. Skupiska mikroorganizmów tworzą błony biologiczne, a także postać czynnego osadu. Zatrzymane zanieczyszczenia są po części utleniane, dając wodę (H₂O) i dwutlenek węgla (CO₂), a reszta jest asymilowana i następnie wykorzystywana do przyrostu mikroorganizmów. Następnie zsyntetyzowana substancja lub jej część ulega autooksydacji. Biologiczne oczyszczanie odbywa się z wykorzystaniem enzymów, które produkują mikroorganizmy. Bez nich oczyszczanie byłoby niemożliwe. Do najważniejszych produktów uzyskanych podczas procesu utleniania są bezwodniki następujących kwasów: węglowego, siarkowego oraz azotowego. Ścieki zawierają wystarczającą ilość związków alkaicznych, bezwodniki poprzednio wymienionych kwasów wytwarzają związki w postaci soli rozpuszczalnych (sole węglowe – węglany, azotanowe – azotany i siarczkowe – siarczany). Tylko będący gazem dwutlenek węgla uchodzi z roztworu lub w nim pozostaje.  W czasie biologicznego procesu oczyszczania ścieków 45 - 80% substancji szkodliwych ulega rozkładowi. Pozostałe substancje organiczne zostają przerobione jako osad w osadnikach wtórnych. W sztucznych oczyszczalniach o charakterze biologicznym, w środowisku wodnym dochodzi  do utlenienia azotu (N) do tlenku azotu (NO₃), proces ten nazywa się nitryfikacją azotu. W przypadku niedoboru tlenu jest możliwość zajścia procesu odwrotnego, czyli denitryfikacji, w wyniku której zachodzi wydalanie azotu w postaci gazowej do atmosfery. Gdy chcemy zdegradować osady ściekowe o charakterze organicznym lub wysoko stężone ścieki przemysłowe (organiczne), wykorzystuje się beztlenowy rozkład biologiczny, zwany fermentacją anaerobową lub inaczej fermentacją metanową. Do procesów fermentacyjnych wykorzystuje się bardzo różne odmiany drobnoustrojów, z pośród tych, które żyją w warunkach pozbawionych tlenu.

Strefy powierzchniowe zawierają zdecydowanie więcej pożywki, którą odżywiają się mikroorganizmy. Jeśli chcemy wykorzystać taką wodę do spożycia musimy ją wcześniej poddać chlorowcowaniu, bądź też ozonowaniu. Stosując te zabiegi wyniszczamy zawarte w wodzie bakterie, jednak równocześnie dochodzi do rozpadu substancji organicznych o strukturze wielocząsteczkowej na mniejsze. Ten drugi efekt potęguje ponowny rozwój mikroorganizmów.  Rozwijają się one w rurach wodociągowych, co prowadzi do ponownego pogorszenia stanu wody. Metody usuwania zanieczyszczeń typu organicznego są bardzo kosztowne. W Stanach Zjednoczonych rocznie wydaje się 5mln dolarów na ten cel. Analiza wykonana przez skandynawskich naukowców wykazał, iż innym czynnikiem potęgującym rozwój mikroorganizmów w wodzie jest fosfor. Nawet niewielka ilość fosforu, dodanego do wody (do 50mg/1), mogłaby nawet dziesięć razy przyspieszyć rozwój organizmów bakteryjnych w wodociągach. Według Finów jest to alternatywne rozwiązanie dla zmniejszenia kosztów jakie ponosimy z racji oczyszczania wody, przy równoczesnym wzroście efektywności tego procesu.

Zanieczyszczenia powietrza

Źródła zanieczyszczeń atmosfery

Rozróżniamy dwa rodzaje źródeł zanieczyszczeń: naturalne i antropogeniczne (spowodowane działalnością człowieka). Naturalnymi mogą być wybuchy wulkaniczne,  trzęsienia ziemi, pożary, czy obszary bagienne produkujące metan (CH₄), sól pochodząca z mórz i oceanów, bakterie, drobnoustroje, cząsteczki gleby unoszone wiatrem, erozja gleb, erozja skał i burze piaskowe. Natomiast wśród antropogenicznych źródeł wyróżniamy cztery zasadnicze grupy:

•   energetykę, a konkretnie spalanie paliw
•   procesy technologiczne przemysłu chemicznego, hutniczego i rafineryjnego, oraz kopalnie i cementownie
•   wszystkie rodzaje transportu, zarówno lądowego, wodnego i powietrznego
•   gospodarstwa domowe, miejsca utylizacji i wysypiska odpadów i ścieków

Rodzaje  zanieczyszczeń

•   stałe ® takie jak pyły, sadze, czy nawozy sztuczne;
•   ciekłe ® pestycydy;
•   gazowe ® dwutlenek węgla (CO₂), tlenek węgla (CO), dwutlenek siarki (SO₂), tlenki azotu (NOx), metan (CH₄), podtlenek azotu (N₂O₂), freony i węglowodory.

Skutki zanieczyszczeń

Kwaśne deszcze – są najlepszym i najbardziej znanym przykładem oddziaływania kwasów na przyrodę. Ich występowanie ma bardzo szkodliwy wpływ na środowisko naturalne.

Produkty zarówno kondensacji jak i krystalizacji stanowią opad atmosferyczny. Występuje on w dowolnej postaci: deszczu, mżawki, mgły, rosy, śniegu, szronu czy gradu. Każda z tych form ma zasadnicza cechę – pochłania z powietrza gazy i wypłukuje zawieszone w atmosferze cząstki materii tzw. aerozole atmosferyczne. W wyniku reakcji wody (H₂O) z pochłoniętymi substancjami (H₂S, HCl, CO₂,  SOx, NOx) powstają kwasy nieorganiczne, a dokładniej rozcieńczony kwas siarkowy (IV) – H2SO3, znacznie bardziej niebezpieczny i szkodliwy kwas siarkowy (VI) - H₂SO₄, kwas azotowy (V) HNO₃, kwas fosforowy (V) H₃PO₄, kwas solny HCl i kwas fluorowodorowy HF. Procentowy udział tych związków chemicznych zależy od rodzaju emisji. Badania wskazują że latem dominuje (aż 73%) kwas siarkowy (VI), a zimą kwas azotowy (V) (69%). Dzieje się tak ponieważ w porze zimowej znacznie wzrasta emisja tlenków azotu, co z kolei wynika ze spalania większej ilości paliw (ogrzewanie).

  Wśród opadów atmosferycznych dominująca formę stanowi deszcz. Jeśli jego pH jest poniżej 5,65 jest to „kwaśny deszcz”. Z analizy wynika, iż tego rodzaju opady występują w niemalże całej Europie, ich pH waha się pomiędzy 4, a 4,5.

Za obniżenie pH opadów odpowiedzialne są głównie związki chemiczne takie jak:

1. tlenki: azotu (NOx), siarki (SOx), dwutlenek węgla (CO2);

2. kwasy beztlenowe: siarkowodór (H2S) i chlorowodór (HCl).

Rozprzestrzenianie się tych zanieczyszczeń na dalsze odległości zależy od dwóch czynników:

-  wysokości emitora, np. komina (im wyższy tym na dalszą odległość);

•   warunków meteorologicznych (kierunek i prędkość wiatru, temperatura powietrza, wilgotność powietrza).

Kwaśne deszcze mają bardzo negatywny wpływ na środowisko. Powodują zakwaszenie gleby i wód (W jeziorach nadmiernie zakwaszonych dochodzi do zamierania organizmów żywych), szkodzą rośliną i zwierzętom (rośliny są mniej odporne, najbardziej cierpią lasy iglaste). Wpływ ten może mieć charakter pośredni i bezpośredni. O bezpośrednim mówimy wtedy, gdy uszkodzeniom ulegają łodyga lub inne nadziemne części rośliny, natomiast przykładem wpływu pośredniego jest uszkodzenie rośliny wynikające, np. z degradacji gleby. W przypadku człowieka kwaśny deszcz może spowodować oparzenia (oczu oraz powiek) i podrażnienie układu oddechowego. Również zakwaszona woda pitna o dużej zawartości różnych metali ciężkich prowadzi do wielu chorób, np. Kadm (Cd) powoduje uszkodzenie układu wydalniczego, a ołów uszkadza układ nerwowy.

Kwaśne deszcze stanowią również duże zagrożenie dla budowli. Przyspieszają wietrzenie budowli wapiennych lub z piaskowca. Stanowią zagrożenie dla obiektów zabytkowych, a także maszyn, tworzyw sztucznych, witraży, a nawet na metali, powodując ich korozję. Jeśli skażona jest woda pitna to zniszczeniu ulegają również instalacje wodociągowe, zachodzi ich korozja. Podobnie jest z instalacjami klimatycznymi. Biblioteki, muzea czy galerie sztuki wydają bardzo dużo pieniędzy w celu ochrony swych dzieł przed zniszczeniem. Ogólnie straty finansowe ponoszone w skutek występowania kwaśnych opadów są ogromne. 

Smog - to mieszanka pary wodnej, bądź też mgły z dymem. Powstaje przez skumulowanie się znacznej ilości zanieczyszczeń na niewielkim obszarze (np. w mieście). Muszą temu sprzyjać bezwietrzne warunki pogodowe. Jest groźnym zjawiskiem dlatego w miastach i okręgach przemysłowych prowadzi się ciągły monitoring stopnia zanieczyszczenia powietrza. Rozróżniamy dwa typy smogów:

•   siarkowy, zwany też Londyńskim;
•   fotochemiczny, zwany też Los Angeles.

Smog siarkowy występuje w wielkich aglomeracjach w klimacie umiarkowanym. Jest efektem spalania węgla w połączeniu z dużą koncentracją sadzy oraz tlenków siarki i węgla. Wynikiem oddziaływania na organizmy zwierzęce i ludzi są schorzenia dróg oddechowych i układu krążenia.  W przypadku smogu fotochemicznego powstaje on w klimacie subtropikalnym lub tropikalnym. Tworzy się ze spalin samochodowych, które zawierają czad, węglowodory i tlenki azotu. Działające na nie promienie słoneczne wywołują reakcje zachodzące pomiędzy nimi, co warunkuje powstanie substancji o właściwościach silnie utleniających. Smog fotochemiczny uszkadza drogi oddechowe.

Stan zanieczyszczeń

W naszym kraju emitowanych jest mnóstwo pyłów, a także gazów. Z roku na rok sytuacja ulega poprawie (emisja zmniejsza się), jednak nadal emisja ta jest za wysoka. Odpowiedzialna jest za to głównie przemysł energetyczny, korzystający z paliwa węglowego.  Elektrownie te nie są modernizowane (albo za słabo), nie zakłada się odpowiednich filtrów czego konsekwencją jest ucieczka szkodliwego dwutlenku siarki (SO₂) do atmosfery. Duże znaczenie ma również stopień koncentracji zanieczyszczeń na danym obszarze, np. dużego miasta, czy aglomeracji. Niestety najczęściej wielkie miasta są zlokalizowane w sąsiedztwie zakładów przemysłowych. Jest to przyczyną kumulacji około 60% całkowitej emisji pyłów i około 70% substancji gazowych. W takich województwach jak: Łódzkie, Śląskie, czy Małopolskie rozkład przestrzenny pyłów oraz gazów występuje na 1km­­­­­­².  w każdym z tych województw notuje się przekroczenie dopuszczalnych prawnie stężeń takich szkodliwych substancji jak:

•   metale ciężkie (ołów - Pb, kadm - Cd, cynk - Zn;
•   związków smołowych;
•   tlenków siarki (SOx);
•   tlenków azotu (NOx);
•   benzopirenów.

Tak wielkie niebezpieczeństwo, jakie z nich wynika jest determinowane zdolnością przenoszenia się tych związków na praktycznie nieograniczone odległości (są wysoce mobilne). Mogą one docierać do obszarów poza granicami naszego kraju, czy wiele dalej (np. Skandynawia to obszar pod wpływem zanieczyszczeń europejskich, chociaż jest oddalony tysiącami kilometrów). Docierają do ośrodków uzdrowiskowych, rekreacyjnych, czy obszarów utworzonych w celu ochrony przyrody (np. parków narodowych).

Nasz kraj zanieczyszczają głównie elektrownie i elektrociepłownie, kopalnie, zakłady przetwórcze, metalurgiczne i chemiczne, rolnictwo, komunikacja i gospodarka komunalna.

Tlenki azotu (NOx), tlenki węgla (COx), związki ołowiu (90%), węglowodory, dwutlenek siarki (SO₂) i sadza zasilające atmosferę w postaci produktu spalania tzw. etyliny są wydalane przez silniki spalinowe.  Znaczna koncentracja tych toksycznych substancji często jest przyczyną powstawania smogu. 

Ochrona środowiska

W związku z tragicznym stanem naszej atmosfery wprowadza się różne zmiany, mające na celu ograniczyć, a najlepiej  wyeliminować zanieczyszczenia. Wprowadza się:

•   urządzenia odpylające takie jak filtry, czy odpylacze; katalizatory (stwarzające bezpieczniejsze warunki dla transportu); odsiarcza się paliwo; wprowadza się innowacje w technologiach służących do spalania – kotły fluidalne, a także palniki do niskiej emisji. Wszystko to w celu skutecznego odpylania, unieszkodliwiania tzw. gazów odlotowych i eliminowania wyziewów przemysłowych;
•   benzynę bezołowiową, naturalne biopaliwa i paliwo gazowe takie jak propan butan, silniki elektryczne, katalizatory, ulepszenia procedur dotyczących wykonania i standardów eksploatacyjnych, eliminację samochodów o przestarzałych ekologicznie. Wszystkie te kroki stosuje się w celu zmodernizowania transportu i komunikacji;
•   wprowadza się pasy zieleni, które stanowią naturalną ochronę przed zanieczyszczeniami;
•   działania na rzecz ochrony wód oraz gleby;
•   zabezpiecza się wysypiska i hałdy górnicze.

Polityka ekologiczna w aspekcie ochrony powietrza ma na celu zmodernizowanie polskiego przemysłu, wprowadzenie lepszych mniej uciążliwych technologii, zastosowanie alternatywnych energii, wprowadzenie katalizatorów i benzyny bezołowiowej, zamknięcie tzw. obiegów przepływu surowców oraz energii.

Samochody bardzo ciążą na środowisku, dlatego też wprowadza się zmiany w ich konstrukcji. Polegają one na zastosowaniu innego paliwa (benzyny bezołowiowej), katalizatorów, kształtów protektorów, wprowadzenia hamulców oraz sprzęgła bezazbestowego, wtórnego obiegu dla spalin, specjalnych zmodernizowanych tłumików i instalacji przeciwakustycznych.

Rola ozonu w atmosferze

 Ozon stanowi naturalny składnik atmosfery. Powstaje na wysokości 30km, w wyniku reakcji fotochemicznej oddziaływania promieniowania UV na tlen. Strefa atmosfery w której powstaje ozon nazywa się stratosferą. Powstaje on również w niższych warstwach w wyniku wyładowań atmosferycznych. Ozon zatrzymuje promieniowanie ultrafioletowe, dlatego jego ubytek w atmosferze ma bardzo negatywne znaczenie dla organizmów żyjących na ziemi. Promieniowanie UV niszczy białka z których zbudowany jest każdy organizm. Niestety w 1983 roku nad Antarktydą wykryto dziurę ozonową. Przyczyną ubytku jest emisja takich związków jak freony. Są to związki docierające do ozonosfery i wchodzące z ozonem w reakcje, powodując jego rozpad.

Dodatkowe informacje

Zanieczyszczeniami powietrza są również substancje (zarówno organiczne, jak i nieorganiczne) nie będące składnikami nieskażonego powietrza, a także naturalne składniki, występujące w nienaturalnych stężeniach.

Do najczęstszych zanieczyszczeń powietrza zaliczamy: tlenki azotu (NOx), tlenki siarki (SOx), dwutlenek węgla (CO₂), kwasy beztlenowe - siarkowodór (H2S) i chlorowodór (HCl). Głównymi źródłami tych zanieczyszczeń są jest:

•   energetyka;
•   przemysł chemiczny, hutniczy i rafineryjny;
•   kopalnie;
•   cementownie;
•   wszystkie rodzaje transportu, zarówno lądowego, wodnego i powietrznego;
•   paleniska domowe.

Dwutlenek siarki (SO₂) to główne zanieczyszczenie. Jest to produkt spalania ropy, węgla, czy benzyny. Reaguje on z tlenem, dając tritlenek siarki (SO₃). W wyniku reakcji wody (H2O) z powstaje kwas nieorganiczny, a dokładniej rozcieńczony kwas siarkowy (VI) – H₂SO₄. Tak powstają kwaśne opady, które niszczą roślinność i negatywnie wpływają na wszystkie inne organizmy żywe, w tym ludzi. Z badań wynika, iż bardzo wrażliwe na ich działanie są porosty nadrzewne, które nie rosną tam gdzie występują, np. kwaśne deszcze.

Metale to surowiec bardzo rozpowszechniony w naszym środowisku. Występują zwykle w postaci tlenków w tzw. rudach oraz skałach górotworu. W tej postaci nie są groźne dla środowiska. Natomiast szkodliwe metale ciężkie występują jako sole, roztwory, które stanowią składnik ścieków i odpadów przemysłowych. Najbardziej niebezpiecznymi dla natury i organizmów są związki: rtęci (Hg), kadmu (Cd), ołowiu (Pb) oraz cyjanki, a także fluorki. Niebezpieczne są również związki: miedzi (Cu), niklu (Ni), chromu (Cr), czy molibdenu (Mo).

Problem odpadów komunalnych w województwie lubelskim

Według ustawy o odpadach ich definicja brzmi następująco: są to odpady, których źródłem są gospodarstwa domowe, zaliczamy również do nich odpady nie niebezpieczne innego pochodzenia, które pod względem właściwości i składu można uznać za podobne do tych, które powstają na terenie gospodarstw domowych.

Główne źródła odpadów komunalnych to:

•   gospodarstwa domowe;
•   infrastrukturalne obiekty handlowe, rzemieślnicze, turystyczne, usługowe oraz edukacyjne.

Wielkość produkowanych odpadów jest zależna od poziomu konsumpcji każdego obywatela, modelu konsumpcji oraz świadomości ekologicznej obywateli. Z czasem zmienia się również skład odpadów. Przybywa tworzyw sztucznych w postaci opakowań. Wynika to z rosnącej konsumpcji, a także ze wzrostu produkcji artykułów w jednorazowych opakowaniach, często niebiodegradacyjnych. Prognozy wskazują na to, iż w najbliższych czasach ilość tego rodzaju odpadów wzrośnie. Stanie się tak, ponieważ nie istnieje skuteczna metoda gromadzenia odpadów, a także skuteczny system ponownego wykorzystania tzw. surowców wtórnych.  W dniu dzisiejszym gospodarowanie odpadami typu komunalnego w województwie lubelskim nadal nie przedstawia się zadowalająco. Niestety kontynuuje się unieszkodliwianie tych odpadów przez ich składowanie na wysypiskach. Województwo Lubelskie liczy 40 miast, 35 z nich ma swoje składowiska odpadów. Te z miast, które nie posiadają wysypisk (są to:  Dęblin, Świdnik, Piaski, Zwierzyniec, Nałęczów)są zmuszone z korzystania z sąsiednich obiektów leżących najbliżej.

Zgodnie z danymi Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska (WIOŚ) w Lublinie obszar woj. Lubelskiego posiada 132 składowiska odpadów. Łączna zajmowana przez nie powierzchnia to 260ha, a pojemność którą dysponują to 14mln m³.  Do 2002 roku skumulowano na tym obszarze 3475 tys. Mg odpadów. W ciągu 2002 roku na wysypiskach odpadów komunalnych typu stałego przybyło o 334884 Mg. W przeliczeniu na obywatela tego województwa wynosi 152kg odpadów rocznie.

Składowiska województwa lubelskiego są nieprawidłowo eksploatowane, a ich stan techniczny pozostawia wiele do życzenia. Taka sytuacja stanowi zagrożenie dla środowiska, a przede wszystkim zagraża wodom podziemnym oraz powierzchniowym. Fakt, iż jedynie 26% wszystkich składowisk w tym województwie jest w pełni zalegalizowanych, a 42% jej nie posiada mówi za siebie. Wynika to ze stanu technicznego tych składowisk; nie posiadają one odpowiednich zabezpieczeń podłoża przed odpadami (tzw. ekranizacji). Tylko 50% z nich dysponuje drenażem i odprowadza ścieki (z czego 56 obiektów posiada jeszcze piezometry), a następne 50% posiada tylko zabezpieczenie w postaci folii albo geomembrany.  Na nielicznych składowiskach prowadzi się ciągły monitoring.

Problem tkwi również we wprowadzeniu w życie programu segregacji śmieci oraz kwestii samego zarządzania gospodarką odpadów. Tak niedoskonale funkcjonuje większość gmin. Zarządzający składowiskami donoszą, że segregacja jeśli w ogóle ma miejsce to obejmuje jedynie stłuczkę szklaną, tworzywa sztuczne, makulaturę i złom. Zbiórki odpadów o właściwościach niebezpiecznych, wyodrębnione z odpadów komunalnych (np. baterie, akumlatory, czy też lampy fluorescencyjne) są rzadkością. Zgodnie z przyjętym prawem odpady te powinny być zagospodarowane jak odpady niebezpieczne, niestety są traktowane jak zwykły odpad. Jedynie 36 składowisk segreguje śmieci; 45 składowisk prowadzi odzysk wtórny; tylko 14 składowisk odzyskuje odpady niebezpieczne.

Odpady od początku swego istnienia do końca (powstawanie, gromadzenie, wykorzystywanie, unieszkodliwianie, składowanie) stanowią zagrożenie. Gospodarka odpadami stanowi priorytetowe zagadnienie i zgodnie z aktualnym Prawem Ochrony Środowiska tak jest traktowana.

Potrzebne są zdecydowane działania mające na celu zwalczenie niekontrolowanego, samowolnego zasilania odpadami naszego środowiska. Należy uruchomić selektywną zbiórkę odpadów komunalnych i rozwiązać kwestie odpadów niebezpiecznych. Pomocnym rozwiązaniem byłoby podjęcie współpracy pomiędzy poszczególnymi gminami, poprzez połączenie się ich w związki realizujące poszczególne zadania. Czynnikiem bez którego wszelkie działania są niemożliwe są finanse, a konkretnie plan ekonomiczny, który uczyniłby odzysk surowców opłacalnym. Jak wiadomo jest to możliwe.

Wariantem, który powinien iść w parze ze zmianami natury prawnej jest zmniejszenie ilości produkowanych odpadów. W tym kierunku niezbędne jest zastosowanie niskoodpadowych technologii produkcji, w stosunku do środowiska, a także zapewniających produkcyjne zużycie składników wszystkich przetworzonych surowców.

Niezbędne są również badania nad całkiem nowymi technologiami z zakresu odzysku oraz unieszkodliwiania odpadów.

Degradacja, rekultywacja i ochrona gleb

Glebą nazywamy warstwę powierzchniową, pokrywającą skorupę ziemską. Powstała ona w wyniku długotrwałych procesów, które przebiegały na powierzchni Ziemi. O długości tego procesu świadczy fakt, iż warstwa ziemi o grubości  2-3cm kształtuje się od 200 do 1000 lat. Proces ten polega na oddziaływaniu czynników klimatycznych, które powodują wietrzenie skał, jak i na oddziaływaniu organizmów. Rozdrobniona skała zatrzymuje cząstki wody i powietrze. Z czasem pojawiają się rośliny utrwalające glebę.  Bardzo ważną funkcję pełnią drobnoustroje, których zadaniem jest rozkładanie szczątków roślinnych i zwierzęcych, wzbogacając w ten sposób glebę w próchnicę i minerały. Gleba ma następujący skład:

•   materia organiczna (5%);
•   minerały (45%);
•   woda (25%);
•   powietrze (25%).

Utrzymanie wysokiej jakości gleby zapewniają organizmy glebowe. W związku z tym można potraktować glebę jako żywą warstwę skorupy ziemskiej. Jak wiadomo wszystko co żywe podlega ciągłym zmianom, będących wynikiem oddziaływania czynników naturalnych, a także wpływem działalności samego człowieka.

Niszczenie i degradacja

Zjawisko erozji

Jest to najczęstsza przyczyna degradacji gleby. Erozja polega na mechanicznym oddziaływaniu na powierzchnię Ziemi w sposób niszczący czynnikami zewnętrznych oraz na przenoszeniu owych produktów niszczenia. Rozróżniamy dwa typy erozji:

•   wodną;
•   wietrzną.

Przykładem erozji wodnej jest spłukiwanie elementów gleby przez opad atmosferyczny, np. w postaci deszczu.  Nasilenie tego rodzaju erozji zależy od stopnia w jakim występuje roślinność. Najlepiej osłonięte są gleby porośnięte trawami, leżące w lasach. Niestety człowiek wycina lasy i niszczy roślinność. Odsłania w ten sposób glebę zwiększając jej podatność na erozję. Najbardziej odczuwalne jest to na górzystych obszarach, gdzie spływowi powierzchniowemu (powodującemu erozję) sprzyja nachylenie terenu. Również erozję rzeczną zaliczamy do erozji wodnej.  Rzeka w czasie przepływu zabiera ze sobą rozdrobnione podłoże, elementy spłukiwanej gleby z terenów przybrzeżnych do rzek. Natomiast brzegi morskie ulegają erozji wywołanej przez wodę morską uderzającą z dużym impetem o brzeg. 

Wiatr również jest czynnikiem erozjo-twórczym. Erozja tego rodzaju polega na przenoszeniu drobin piasku oraz próchnicy glebowej pod wpływem wiatru. W wyniku nasilenia erozji wietrznej dochodzi do burz pyłowych. Polska jest obszarem, gdzie zjawiska te uległy zdecydowanemu nasileniu. Dotyczy to głównie obszarów wylesionych, gdzie występują wyraźne deficyty wody. 

Wpływ stosunków wodnych na niszczenie gleb

Nie tylko erozja jest odpowiedzialna za niszczenie warstwy glebowej, odpowiada za to również odchylenia stosunków wodnych. W większości odpowiedzialny jest za to człowiek. Gospodarka wiąże się z osuszaniem gleb lub ich nadmiernym nawadnianiem. W kwestii osuszania gleb najbardziej doskwierają kopalnie typu głębinowego oraz odkrywkowego. Przykładowo na terenach położonych na południe od miasta Poznań, gdzie znajdują się pokłady węgla brunatnego o dł. 60km i szer. od 3-5km, wydobycie niesie ze sobą następujące konsekwencje:

•   nastąpi zakłócenie obiegu wody na obszarze o pow. 16500km²_­;
•   obszar o pow. 3200km² zostanie całkowicie odwodniony.

Niestety obniżenie poziomu wód typu gruntowego utrudnia nam dostęp do wody i jej pozyskania. Spowodowane jest to regulacją rzek, wycinaniem lasów i eksploatowaniem zasobów wodnych na cele komunalne dużych miast.

Melioracje

Melioracje prowadzone w niewłaściwy sposób powodują niszczenie gleb. Sens ich wykorzystania objawia się na terenach nadmiernie nawodnionych (gdy wodę należy odprowadzić) lub suchych (gdy trzeba ją dostarczyć). Zastosowane w danym terenie sprzyjają mu, niestety oddziaływają negatywnie na tereny sąsiadujące. Przez odprowadzenie wody lub jej wprowadzenie odwadniamy jakiś inny obszar lub stwarzamy sytuacje, że jest zdecydowany nadmiar wody na innym obszarze. Dużo częściej się zdarza, że przez meliorację bogate zasoby wody w przyspieszonym tempie dostają się do rzek, którymi wędrują do mórz. Ponadto nawet dobrze wykonane melioracje polne powodują opad w głąb ziemi poziomu wód gruntowych. Odbija się to szczególnie negatywnie na gospodarce wodnej lasu, gdyż powoduje znaczne przesuszenie oraz niszczenie gleby.

Wydeptywanie gleb

W zbiorze czynników destrukcyjnych dla gleby znajduje się również tzw. wydeptywanie gleby. Chodzi o wydeptywanie, którego sprawcą są ludzie lub zwierzęta. Zwłaszcza niszcząco działa wypas, np. owiec na halach. Owce swymi twardymi racicami mogą całkowicie zburzyć strukturę podłoża. Nadmierny wypas może prowadzić do zniszczenia górskich hal. Sytuacja ta dotyczy głównie tych obszarów górzystych, gdzie wypas ma miejsce na ich zboczach.

Degradacja gleb

Degradując glebę bezwzględnie obniżamy jej właściwości oraz wartość. Przejawia się to obniżeniem jej żyzności. W drodze klasyfikacji gleb pod względem ich jakości wprowadzono kategorie gleby, takie jak:

•   zdrowa gleba;
•   chora gleba;
•   martwa gleba.

Zdrowa gleba to taka, w której wszystkie układy czynników fizycznych (struktura), biologicznych (organizmy żywe) i chemicznych (mikro- oraz makroelementy glebowe) funkcjonują prawidłowo. Gleby chore to te, które uległy zniszczeniu w wyniku oddziaływania erozji lub zanieczyszczeń. Ich właściwości biologiczne uległy zmianie. Zaliczamy do nich także gleby wyjałowione, które pozbawione są wartościowych składników i potrzebują odpowiednich nawozów.  Natomiast gleby martwe to gleby pozbawione życia, niezdolne do produkcji. Naturalnie można jest spotkać w sąsiedztwie czynnych wulkanów oraz na terenach pustynnych. Niestety najczęściej są efektem działalności człowieka. Spotykamy je na usypiskach kopalnianych, hałdach lub w postaci luźnych lotnych piasków, których zagospodarowanie jest niemożliwe. 

Za degradację gleb odpowiadają:

•   skażenia przemysłowe;
•   komunikacja lokalna, regionalna i globalna;
•   nieprzemyślane metody uprawy;
•   chemizacja rolnictwa;
•   zastosowanie środków ochrony roślinności pól oraz lasów.

Zanieczyszczenia przemysłowe oraz komunikacyjne trafiają do gleby z powietrza, z wody lub z obojga źródeł równocześnie. Przykładowo kwaśne deszcze, zawierające w sobie szereg kwasów (głównie siarkowych i azotowych) trafiają do gleby automatycznie zmieniając ich odczyn na kwaśniejszy i co za tym idzie zmniejszając ich żyzność.  Niestety wielkim trucicielem gleb jest rolnictwo. Jak wiadomo pod uprawę szuka się dobrej jakości gleby, niestety zastosowanie szeregu związków opartych na chemii podczas jej uprawiania niszczy ją w dużym stopniu. Problem ten nie może być bagatelizowany.

Zjawisko degradacji terenów o różnej kategorii gleb nie jest nowym. Każdego dnia niszczone są olbrzymi obszary gleby. Poza wcześniej wymienionymi powodami tak wielkiej klęski ekologicznej jest rozbudowa przemysłu i miejsc mieszkalnych, co wymaga oczywiście zagospodarowywania wciąż nowych terenów. Również coraz więcej terenów pochłania rekreacja, a także nowo powstające drogi, trakcje i inne komunikacyjne szlaki.

Mówiąc o niszczeniu gleby mówimy o jej dewastacji, a także degradacji. Dewastacja oznacza całkowite zniszczenie grunt, wraz z którym w parze idą daleki przekształcenia, a niekiedy spustoszenie powierzchni danego obszaru. Mówimy o takich stratach w przypadku przykrycia powierzchni gleby asfaltem lub gdy jej wierzchnia warstwa zostanie zdarta i wywieziona. Tego rodzaju zmiany dostrzec można na terenach przyfabrycznych, gdzie powierzchnia gleby przykryta jest zwałowiskiem odpadów hutniczych, czy innych. Podobnie sytuacja wygląda przy kopalniach. Powstają w ten sposób trwałe nieużytki. Ich zagospodarowanie to niezwykle długotrwały i drogocenny proces. Niezwykle niszczącym jest proces odkrywkowego eksploatowania kopalin. Odkrywkowe kopalnie nie tylko niszczą powierzchnię terenu, one doszczętnie dewastują profil geologiczny na znaczą głębokość. Efektem jest zatrzymanie wszelkich zachodzących mechanizmów, których zadaniem jest wytwarzanie gleby, tzw. procesów glebotwórczych. Zatrzymane zostają procesy regulujące obieg wody i nie zapominajmy o najważniejszym – w takiej glebie ginie wszelkie życie. Tego rodzaju wydobycie pozostawia po sobie krajobraz wyglądający jak pustynia. Teren ten zdecydowanie bardziej ulega erozji wietrznej i wodnej i  jeszcze bardziej niszczeje. Ponadto jest źródłem zanieczyszczeń typu pyłowego dla terenów sąsiadujących i nie tylko.

Ochrona gleb

Pierwszym, podstawowym działaniem w celu ochrony naszej gleby jest zapobieganie erozji gleby. Następnie musimy zadbać, aby utrzymać w niej właściwe stosunki hydrologiczne i zapobiec napływaniu zanieczyszczeń różnego pochodzenia i rodzaju. Najważniejsze jest zastąpienie wielu pracochłonnych i energochłonnych zabiegów naturalną samoregulacją. Wzrost wilgotności powietrza determinuje zadrzewienie śródpolne, jednocześnie zmniejszając intensywność parowania wody z gleby.  Również wpływa ono stabilizująco na temperaturę, poprzez regulację glebowych stosunków wodnych. Dużym plusem jest także ochrona przed erozją wietrzną (zadrzewienia skutecznie osłabiają działanie wiatrów). Stanowią również szczególną barierę ochronną dla górskich powierzchni glebowych.  Zapobiegają one powodziom, a co za tym idzie erozji glebowej. Na stokach górskich pokrytych jedynie polami, niezbędne jest stosowanie właściwej orki (równolegle do warstwic), w celu przeciwdziałaniu obsuwom gleby oraz zmniejszeniu spływu powierzchniowego wody. Podobnie zabiegi dotyczą bardziej stromych wzniesień. Na wyjątkowo stromych zboczach buduje się zapory w postaci podmurówek, bądź też leżących kłód.  W przypadku gdy zbocza wykorzystuje się pod pastwiska, należy ograniczać wypas do rozmiarów, które nie stanowią zagrożenia dla gleby. Rezultatem tych zabiegów jest wzrost zadrzewień śródpolnych, a także zbiorników retencyjnych o naturalnym charakterze.

Walka z zanieczyszczeniami

Wyeliminowanie zanieczyszczeń przemysłowych oraz komunikacyjnych z gleb zależy od tego czy uda się zmniejszyć ilość tych zanieczyszczeń w powietrzu i wodach powierzchniowych.  Gazy towarzyszące trasom komunikacyjnym mogą być skutecznie zatrzymywane przez zadrzewienia, a nawet żywopłoty. Natomiast w przypadku ochrony pól przed zanieczyszczeniami przemysłowymi znalazły opisywane we wcześniejszym rozdziale zadrzewienia śródpolne. Generalnie ochrona gleb zależy od całego planu zagospodarowania naszego kraju, a także od rozmiarów przemysłu. Ogromny wpływ  ma także rolnictwo. Ogromne fermy hodowlane są źródłem wielkiej ilości zanieczyszczeń gleby. Nawozy sztuczne, czy pestycydy stanowią dla gleby wielkie niebezpieczeństwo.  Na wszystkie te problemy można znaleźć rozwiązanie, jednak w dużym stopniu zależy to od predyspozycji gleby (i reszty środowiska) do samoregulacji. W dzisiejszych czasach można zakupić nawozy o naturalnym charakterze, choć powstałe w sztucznych warunkach. Nazywa się je nawozami biologicznymi i zawierają oprócz składników mineralnych oraz mikroelementów także drobnoustroje glebowe.  Innym ochronnym dla gleby zabiegiem jest zmiana struktury danego nawozu. Produkując i stosując nawozy typu granulowanego (są szybko rozpuszczalne) możemy obniżyć dawki nawożenia, a także stosować je wtedy, gdy jest ku temu najwłaściwszy dla rośliny okres. Jeśli chodzi o mechanizację rolnictwa, korzystniejszym jest zastąpienie maszyn urządzeniami o mniejszych wielkościach i bardziej zwrotnym, generalnie lepiej dostosowanym do pól z zasadzonymi zadrzewieniami. Równie korzystne jest zastosowanie nowych technik siewu i uprawy roli. Skonstruowanie nowego typu urządzeń pozwoliło na siew bez wcześniejszej orki. Jest to korzystne ponieważ zmniejszamy w ten sposób ilość zużywanego paliwa potrzebnego na energochłonną orkę, a także bronowanie i inne zabiegi.

Wszystkie omówione powyżej działania mające na celu ochronę gleb, dotyczą zarówno tych zdrowych, jak i chorych. W przypadku gleb martwych zabiegi te są znacznie bardziej skomplikowane i czasochłonne. Zabiegi mające na celu przywrócenie walorów gleb zniszczonych, czy to przez przemysł, rolnictwo, czy też na innej drodze nazywamy rekultywacją.

Rekultywacja

Jest zabiegiem składającym się z następujących procesów:

•   na początku konieczne jest techniczne ukształtowanie zdewastowanego gruntu;
•   w dalszych działaniach rozpoczyna się mechaniczną uprawę tego gruntu;
•   nawozi się intensywnie;
•   sadzi się rośliny o właściwościach próchnicotwórczych.

Zwykła rekultywacja nie znajduje zastosowania na obszarach wyjątkowo zniszczonych. Stosuje się wtedy tzw. rekultywację specjalną. Trwa ona bardzo długo i dopiero po długim czasie tereny te nadają się do zastosowania w rolnictwie, czy leśnictwie. Rekultywacja wymaga długiego i energochłonnego działania. Cały proces włącznie z zagospodarowaniem przebiega według trzech następujących etapów:

I – polega na inwentaryzacji zniszczonego obszaru. Należy zbadać przyczyny, zasięg oraz stopień degradacji;

II - w czasie tego etapu opracowuje się projekt zarówno rekultywacji, jak i zagospodarowania. Dotyczy on kwestii technicznej i ekonomicznej. Na dokumentację składa się część techniczna i część kosztorysowa. Rola projektanta sprowadza się do wyboru najefektywniejszego sposobu rekultywacji oraz zagospodarowania, uwzględniając kwestię finansową (nakład musi być jak najmniejszy);

III – polega na zrealizowaniu wcześniej zaplanowanego planu rekultywacji oraz zagospodarowania terenu.

Decydent musi wziąć pod uwagę wszystkie za i przeciw. Cele wydobywcze, budowlane, czy przemysłowe – to wszystko należy uwzględnić przy podejmowaniu decyzji. Ważne są skutki końcowe, wszystkie zyski oraz straty.

Rodzaje rekultywacji

Rekultywacja terenów zniszczonych jest trzyfazowa:

•   rekultywacja przygotowawcza to: opracowanie dokumentacji kosztorysowej oraz technicznej; wnikliwe zapoznanie się z nieużytkiem; zadecydowanie o kierunku rekultywacji oraz zagospodarowania.
•   rekultywacja techniczna to: proces stosowany w przypadku terenów po kopalniach odkrywkowych i składowiskach odpadów zarówno przemysłowych, jak i komunalnych. Dzielimy ją na poniższe czynności:
  • budowa niezbędnych tras dojazdowych;
  • ukształtowanie rzeźby danego terenu, opierające się na niwelowaniu powierzchni tzw. wierzchowin zwałów, także łagodzeniu skarp i zboczy (stromych), porządkowaniu rzeźby tzw. spągu wyrobisk. Wszystkie te działania stosuje się by polepszyć gospodarkę wodną terenu i zmniejszyć wpływ erozji;
  • stabilizacja stosunków wodnych. Polega na regulacji cieków, budowaniu kanałów i rowów odwadniających. Buduje się również zbiorniki wodne i niekiedy zastosowanie znajdują także urządzenia nawadniające;
  • odtworzenie gleb przy pomocy urządzeń i rozwiązań technicznych;
  • niwelacja terenu, do której niezbędne jest wykonanie przeniesienia znacznych mas ziemnych. Wymaga to środku transportu i ciężkiego sprzętu;
  • kształtowanie stromych zboczy oraz skarp. Przeprowadza się to by zapewnić im właściwą stateczność. W przypadku zwałów  większych od 10m jednakowe nachylenie nie jest polecane;
  •  odkwaszanie terenu (całkowite lub częściowe) oraz izolacja niektórych toksycznych i jałowych gruntów. Izolacja jest procesem polegającym na właściwym przykryciu gruntu koniecznie użyźnioną warstwą materiału. Jej grubość jest zależna od rodzaju przyszłego zagospodarowania danego obszaru. Następnie do podłoża sieje się lub zasadza rośliny.

-  rekultywacja biologiczna. Jest procesem obejmującym:

-  zrekonstruowanie struktury biologicznej skarp wyrobisk oraz zboczy wałów. Robi się to dla zabezpieczenia stateczności, a także by zapobiec erozji;

- regulację stosunków wodnych, poprzez zastosowanie niezbędnych technik melioracji oraz przez uniemożliwienie w dotarciu zanieczyszczeń do wód;

- zrekonstruowanie gleb poprzez zastosowanie metod agrotechnicznych.

Takie zabiegi jak: mechaniczna uprawa, zastosowanie mieszanek próchniczych, raczej roślin motylkowych i traw oraz stosowanie nawozów wyłącznie mineralnych to zabiegi agrotechniczne, które również są w zakresie rekultywacji biologicznej.

Czas potrzebny na zrekultywowanie gleby sposobem biologicznym jest różny i zależy od rodzaju nieużytku, typu zagospodarowania i właściwości fizykochemicznych danego podłoża. Gdy nałożymy na surowy grunt materiał użyźniający cały proces nie jest dłuższy, niż dwa okresy wegetacyjne. W czasie tego procesu powierzchnia zwału pokrywa się roślinami motylkowymi. Gdy rośliny przeoramy uzyskujemy grunt nadający się na zagospodarowanie rolne lub leśne. Natomiast jeśli zastosujemy kilkakrotny siew próchnicotwórczymi roślinami pokryjemy teren zwału gruntami żyznymi i cykl się wydłuży. Może wtedy trwać od trzech do sześciu lat.

Najważniejsze dla gleby jest by była ona zasobna w potrzebna dla niej składniki pokarmowe, co warunkuje jej dużą aktywność biologiczną. Bardzo ważnym jest by rekultywowany grunt został wzbogacony w substancje organiczną w odpowiedniej ilości. Zazwyczaj osiąga się to poprzez zastosowanie kompostu, torfu, obornika, słomy gnojowicy lub nawozów zielonych. Wielkość zastosowanej dawki powinno się dostosować do wysokiej, bo 50 t/ha dawki obornika.

Rekultywacja tego typu może zostać przyspieszona przez celowe, sztuczne wprowadzanie do ziemi szczepów bakteryjnych (Rhizobium, Bradyrhizobium czy  Azobacter).

Podsumowanie

Gleba jest bardzo cennym zasobem naszego świata. To od niej uzależniony jest rozwój świata roślinnego, niezbędnego do zaspokojenia potrzeb pokarmowych każdego zwierzęcia, rośliny, czy też człowieka. Dlatego też im bardziej skażone jest nasze środowisko, tym trudniej o pokarm. Dodatkowo liczba ludzi na świecie wzrasta, co wiąże się również ze wzrostem cen żywności, ponieważ jest jej coraz mniej. Ludzie pozbawieni ziemi są całkowicie uzależnieni od tych, dysponujący żywnością.

Energetyka jądrowa

Energetyka

Zaliczana jest do nauki technicznej, która zajmuje się przetwarzaniem, gromadzeniem, przesyłaniem oraz korzystaniem z różnych (w tym alternatywnych) źródeł energii. Zależnie od wykorzystywanego rodzaju energii wyróżniamy następujące rodzaje energetyki:

•   cieplną (termoenergetyka);
•   wodną (hydroenergetyka);
•   wiatrową (aeroenergetyka);
•   jądrową;
•   elektroenergetykę.

Energetyka jądrowa

Jest jednym z rodzajów wykorzystywanej energii. Jej źródłem jest proces rozszczepienia ciężkich jąder pierwiastków, zwłaszcza uranu. Energia ta uzyskiwana jest na skalę przemysłową w elektrowniach typu jądrowego, a ściślej w reaktorach jądrowych. Pozyskuje się ją również przez zastosowanie napędów jądrowych w okrętach czy zasilaczach izotopowych.

Jednym z pierwiastków, który poddając rozszczepieniu uzyskujemy energię typu jądrowego jest uran. Jest on pierwiastkiem chemicznym położonym w grupie IIIB, w szeregu aktynowców układu okresowego pierwiastków. Ma on najwyższą liczbę atomową wśród wszystkich pierwiastków, które występują w przyrodzie. Jego masa atomowa wynosi 238. Niestety związki uranu są bardzo trujące.  Do jego roztwarzania służy kwas solny (HCL); cały proces zachodzi w temperaturze pokojowej. Uran na gorąco wchodzi w reakcję z tlenem (dając U₃O₈), z wodorem (dając UH₃), z fluorem ( dając UF - łatwo sublimuje; jest stosowany przy rozdziale izotopowych związków uranu, przyjmuje postać bezbarwnych kryształów), z parą wodną, z kwasami: azotowym i fluorowodorowym, z siarką i stopionymi alkaliami. Ponadto w obecności wysokiej temperatury reaguje z węglem, azotem, borem, chlorem, kwasem siarkowym i krzemem.

Wyróżniamy następujące izotopy uranu:

•   235U;
•   233U.

Każdy z nich może stanowić paliwo jądrowe. Ponadto związki uranu znajdują zastosowanie w ceramicznej, szklarskiej i fotograficznej gałęzi przemysłu, a także w technologii chemicznej.

W energetyce jądrowej poza wytwarzaniem energii staje się również przed problemem pozyskiwania uranu, przetwarzania paliwa jądrowego, a także składowaniem odpadów radioaktywnych.  W latach pięćdziesiątych powstały pierwsze elektrownie typu jądrowego, natomiast ich rozkwit przypadł na schyłek lat sześćdziesiątych, co z kolei związane było ze wzrostem cen energii, którą uzyskiwano z spalania kopalin. Cały rozwój wstrzymano po wybuchu elektrowni w Czarnobylu.

Najbardziej kontrowersyjne i znajdujące opór ze strony społeczeństwa są problemy związane z transportem oraz składowaniem odpadów o właściwościach promieniotwórczych, a także problemy dotyczące samego powstawania energii jądrowej.

Reaktor atomowy, zwany również jądrowym lub stosem atomowym, to urządzenie w którym zachodzi kontrolowana reakcja typu łańcuchowego, której produktem jest energia rozszczepienia jąder atomowych. Utrzymanie stanu tej reakcji podtrzymującej się w sposób samoczynny na danym (ustalonym) poziomie to utrzymanie jej na tzw. stanie krytycznym. Gdy intensywność reakcji wzrasta to stan ten przechodzi w nadkrytyczny, natomiast gdy wygasa to przechodzi w stan podkrytyczny. Krytyczny poziom obserwuje się, gdy efektywny współczynnik mnożenia neutronów jest równy jeden, tzn. jeśli  strumień neutronów, które pochodzą z wspomnianego wcześniej rozszczepienia jąder atomowych rekompensuje ubytek elektronów, który wynika z rozszczepienia oraz pochłonięcia neutronów. Takie odchylenie opisuje tzw. reaktywność.

Najbezpieczniejsze są reaktory mające niską dodatnią reaktywność, która związana jest z neutronami typu opóźnionego. Takie reaktory są sterowalne oraz bezpieczne. Podstawowymi elementami reaktora jądrowego są: -  rdzeń;

•   reflektor neutronów;
•   osłona biologiczna.

Rdzeń tworzą trzy rodzaje prętów (paliwowe, regulacyjne oraz bezpieczeństwa), moderator oraz kanały (chłodzenia i badawcze). Bardzo ważnym elementem reaktora atomowego są tzw. pręty paliwowe. Zawierają one paliwo jądrowe, będące w takiej formie fizykochemicznej, a także stopniu wzbogacenia, by mogły być zastosowane w reaktorze atomowym. W przypadku prętów regulujących i bezpieczeństwa buduje się je z substancji, które pochłaniają neutrony (może to być bor lub kadm). Pręty typu regulacyjnego stosuje się by precyzyjnie kontrolować zmiany cieku neutronów, natomiast pręty bezpieczeństwa całkowicie zatrzymują reakcję łańcuchową, gdy zajdzie taka potrzeba (np. podczas awarii). Zarówno pręty bezpieczeństwa jak i regulacyjne są wysuwane i wsuwane do rdzenia w zależności od potrzeby. Jeśli chodzi o moderator wykonuje się go z materiałów, które zawierają bardzo duże ilości takich atomów, których liczba porządkowa Z jest mała. Ich zaletą jest skuteczne obniżanie energii neutronów, będących produktem rozszczepienia. Trzeci podstawowy element reaktora to kanały chłodzące i badawcze. W kanałach chłodzących przepuszczane jest chłodziwo pierwszego obiegu. Najczęściej stosuje się wodę ale można zastosować również azot, powietrze itd. Badawczy typ kanałów znajduje zastosowanie przy wykonywaniu naświetlań, kontroli poziomu płynących neutronów i innych czynności. 

Reaktory podzielono w oparciu o ich zastosowanie. Rozróżniamy następujące typy reaktorów atomowych:

•   reaktory badawcze mające małą (zerową) moc. Są to mocne źródła neutronów i dlatego wykorzystuje się je do badań naukowych;
•   reaktory jądrowe służące do produkcji (drogą aktywacji) sztucznych, promieniotwórczych typów pierwiastków. Produkowany jest głównie pluton. Szczególnym typem reaktorów jądrowych są reaktory powielające. Ich fenomenem jest przekształcanie paliwa jądrowego w inny rodzaj paliwa, co zachodzi w trakcie procesu wypalania;
•   reaktory jądrowe służące do doświadczeń, stanowiące prototypy nowości technicznych znajdujących zastosowanie w energetyce jądrowej;
•   reaktory jądrowo-energetyczne, będące źródłem energii mechanicznej lub elektrycznej. Powstaje ona na drodze przekształceń z energii cieplnej w specyficznych napędach atomowych okrętów, bądź też w energetyce atomowej.

Najczęściej reaktory jądrowe klasyfikujemy zgodnie z rodzajem zastosowanego w nich moderatora oraz chłodziwa. Według tej klasyfikacji wyróżniamy reaktory jądrowe:

•   wodno-wodne;
•   wodno-wodne z ciężką wodą;
•   grafitowo-wodne;
•   grafitowo-sodowe;
•   grafitowo-powietrzne i inne.

Jeszcze innym kryterium podziału jest klasyfikacja w oparciu o aspekt zastosowanej energii neutronów, a także wielkości strumienia neutronów. Określa to rodzaj paliwa oraz inne parametry danego reaktora. Rozróżniamy następujące typy reaktorów:

•   jądrowe wysokostruminiowe, w których strumień neutronów przekracza 1014 cząstek/cm²s;
•   jądrowe prędkie, w których rozszczepienie zależne jest od neutronów prędkich;
•   jądrowe pośrednie wykorzystujące neutrony pośrednie;
•   jądrowe epitermiczne wykorzystujące neutrony epitermiczne;
•   jądrowe termiczne, które wykorzystują neutrony termiczne.

Pierwszy reaktor atomowy skonstruowano w ramach projektu Manhattan (CP-1, E. Fermi), aktualnie energia jądrowa eksploatowana jest w kilku tys. reaktorów atomowych na całym świecie. Są to głównie reaktory typu badawczego. Polska dysponuje jednym badawczym reaktorem, którym dysponuje Świerk (Maria). Niegdyś istniały jeszcze dwa inne reaktory (Ewa oraz Agata), które zlikwidowano.

Reaktor atomowy składa się z następujących elementów konstrukcyjnych:

•   osłona biologiczna i osłona ciśnieniowa;
•   reflektor neutronów;
•   pręty bezpieczeństwa i pręty sterujące;
•   pręty paliwowe;
•   moderator;
•   chłodziwo.

Do odpadów promieniotwórczych zaliczamy niewykorzystane i nieużyte substancje promieniotwórcze. Ich źródłem jest:

•   oczyszczanie i samo wydobywanie rud uranowych;
•   produkcja ładunków jądrowych oraz paliwa jądrowego (włącznie z jego przeróbką);
•   produkcja oraz oczyszczanie preparatów, których składnikiem są izotopy promieniotwórcze.

Źródeł tych jest więcej i to właśnie one, a także problem ze składowaniem to główna przeszkoda dla wykorzystania energii jądrowej. 

Odpady o charakterze promieniotwórczym dzielimy w oparciu o ich stan skupienia, formę chemiczną, radiotoksyczność i aktywność izotopów promieniotwórczych, które są w nich zawarte. Podstawowy podział wyróżnia odpady promieniotwórcze wysoko aktywne oraz nisko aktywne. Te wysoko aktywne przechowywane są w miejscu powstania przez lata potrzebne do nastąpienia rozpadu większości szybciej - rozkładalnych izotopów promieniotwórczych, które znajdują się w tych odpadach. Przechowuje się je w szczelnych pojemnikach, które zanurza się w specjalnych basenach wodnych. Woda przyjmuje ciepło emanujące od odpadów promieniotwórczych. Odpady takie następnie poddaje się przetworzeniu, pozwalającemu na zmniejszenie objętości odpadów, które zawierają dużo długowiecznych izotopów promieniotwórczych. 

W przypadku odpadów nisko aktywnych zwiększa się ich objętość. Realizowane jest to poprzez dodanie nieaktywnych substancji. Tak powstała mieszanina nie szkodzi środowisku. Ma aktywność właściwą, która jest podobna do tej, którą wykazują naturalne elementy środowiska. Jednak najczęściej nisko aktywne odpady składowane są w szczelnych zamkniętych pojemnikach. W Polsce takie składowisko zorganizowano w Różanie.

Miejscem ostatecznym, na którym lądują najbardziej długowieczne odpady promieniotwórcze to składowiska docelowe. Buduje się je na obszarach asejsmicznych, w głębokich zagłębieniach skalnych, które nie są narażone na penetracyjne oddziaływanie wody. Szacuje się, że czas nienaruszonego przechowywania tak składowanych odpadów promieniotwórczych to miliony lat. Niestety składowiska takie są bardzo drogie i dlatego jest ich tak niewiele. Energetyka jądrowa cierpi głównie z tego powodu.

Paliwo jądrowe to materiał rozszczepialny, który wykorzystuje się do pozyskiwania energii jądrowej. Najczęściej zawiera ono wzbogacony uran. Jest to uran o większej niż naturalna zawartości izotopu 235U. Występuje on w różnej postaci fizyko-chemicznej:

•   ciało stałe ® w postaci pastylek i prętów, tlenków, metali i ich stopów, węglika);
•   ciecz ® w postaci roztworu siarczanu oraz azotanu uranylu;
•   gaz ® sześciofluorek uranu.

Inne wykorzystywane paliwo jądrowe to izotop plutonu 239Pu.

Reaktory różnego typu funkcjonują w oparciu o różne paliwa. Umieszczając paliwo w reaktorze powodujemy postępujący wzrost ilość produktów rozszczepienia oraz aktywacji w tym paliwie. Twa on, aż do osiągnięcia poziomu, który determinuje wymianę określonej proporcji paliwa. Paliwo, które podlega wymianie nazywamy paliwem wypalonym. Takie paliwo jest najbardziej radioaktywnym. Po upływie pewnego czasu oczyszcza się je, tak by mogło być powtórnie wykorzystane.

Rozwój energetyki jądrowej pociągnął za sobą rozwój radiochemii (nauka mieszcząca się pomiędzy fizyką jądrową i chemią). Jest to nauka zajmująca się  badaniem fizykochemicznych oraz chemicznych właściwości izotopów promieniotwórczych. Wykorzystuje się w niej różne metody. Do głównych zaliczamy:

•   analizę, wydzielanie oraz oczyszczanie minimalnych ilości substancji o charakterze promieniotwórczym;
•   znaczenie izotopów oraz wytwarzanie, a także oczyszczanie pierwiastków typu transuranowego.

Wady energetyki jądrowej 

•   problem składowania odpadów o charakterze promieniotwórczym, które szkodzą całemu środowisku naturalnemu w tym człowiekowi;
•   wytwarzanie uranu ma związek z niszczeniem naturalnej powłoki środowiska;
•   awarie technologii jądrowych niosą ze sobą szalonych rozmiarów konsekwencje, np. tragedia w Czarnobylu była powodem mutacji genetycznych dzieci, które urodziły się w tym czasie, a także poniosła za sobą ogromne straty materialne;
•   jest energią niejednokrotnie wykorzystywaną w sposób dalece niekontrolowany, np. w postaci broni nuklearnej, która ma niesamowitą siłę rażenia i niesie ze sobą masową zagładę.

 Zalety energetyki jądrowej

•   jest tańszym od innych sposobem pozyskiwania energii;
•   porównawszy ją z innymi nienaturalnymi metodami wytwarzania energii nie powoduje dużych szkód środowiska;
•   gdy wykorzystuje się ją w sposób umiejętny jest bardzo pożyteczna.

Odnawialność zasobów naturalnych i energii 

 Wstęp

Przypuszcza się, iż złoża ropy na ziemi wyczerpią się w ciągu najbliższych 30 lat. Zasoby gazu ziemnego wystarczą na około 100 lat. Dane te szacowane są na podstawie obecnego tempa eksploatacji tych surowców. Każdy z tych surowców powstały miliony lat temu, w specyficznych warunkach, których już obecnie nie ma. Podobnie powstał węgiel.

Wyczerpywalność surowców to duży problem. już teraz musimy się zastanowić nad nowymi źródłami energii, która za sto lat zaspokoi potrzeby mieszkańców naszej planety. Może będzie to energia wiatru, wody, Słońca, a może geotermalna, to wszystko obecnie jest wielką niewiadomą. Faktem jest, że wymienione źródła energii alternatywnej starczą nam na przynajmniej milion lat, jednak należy się nauczyć je efektywnie wykorzystywać.

Niekonwencjonalne typy źródeł energii dzielimy na źródła odnawialne oraz źródła nieodnawialne. Do obu grup możemy zaliczyć energię geotermalną, czyli energię gejzerów i gorących skał. Wśród odnawialnych wyróżniamy: energię biomasy, energię wód, energia wiatru, energię słoneczna, energię fal morskich i pływów, energię ciepła wód oceanicznych, a wśród nieodnawialnych: energię magnetohydrodynamiczną, energię wodoru, energię z ogniw paliwowych. Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii wiąże się ze znikomym, a na pewno dużo mniejszym niż w przypadku konwencjonalnych źródeł energii wpływem na środowisko naturalne.

Dlaczego warto korzystać z alternatywnych źródeł energii?

Odnawialne źródła energii dają korzyści finansowe, są przyjazne człowiekowi oraz środowisku, są w pewnym sensie darmowe (nie uwzględniając kosztów montażu i eksploatacji technologii, dzięki którym pozyskujemy energię). 

Alternatywne źródła energii

>Energia słońca

Przetwarza się ją  w specjalnie skonstruowanych kolektorach typu wodnego lub powietrznego w ciepło, które wykorzystuje się do:

•   ogrzewania budynków różnego rodzaju (w tym szkół i zakładów produkcyjnych);
•   ogrzewania wody na potrzeby gospodarstw domowych i rolnych, basenów i zakładów przemysłowych;
•   suszenia zbóż, nasion, owoców, tytoniu, ziół i grzybów.

Ten rodzaj energii można przekształcić również w energię elektryczną. Robi się to przy pomocy ogniw fotowoltanicznych.  Przykładowo znalazły one zastosowanie w kalkulatorach, radiach, zegarkach, a także w przenośnych telewizorach, które działają w oparciu o energię słońca. Obecnie zabiega się o wykorzystanie energii ogniw fotowoltanicznych na obszarach wolnostojących, gdzie nie dociera sieć elektryczna. Zastosowanie tej energii cieszy się  powodzeniem w automatycznych urządzeniach typu telefon awaryjny przy drogach,  boja nawigacyjna, na stacjach meteorologiczne czy też latarniach morskich. Bateriami słonecznymi zasila się również urządzenia pokładowe satelit telekomunikacyjnych, wojskowych oraz badawczych. Występują tereny gdzie światło jest jedynym źródłem energii, przykładowo w Neapolu wykorzystuje się ją w celu ogrzania wody w gospodarstwach domowych. Kraje w których nasłonecznienie jest duże, dodatkowo o problematycznej lokalizacji, są uzależnione od energii słońca.

W przypadku naszego kraju tego rodzaju energia może być pozyskiwana poprzez specjalne urządzenia, które montuje się na dachach domów lub na terenach zabudowanych. Obszar polski spełnia zaledwie w 0,5% warunki niezbędne do pozyskiwania energii słonecznej. Najczęściej wykorzystuje się ją na Morzu Bałtyckim w urządzeniach nawigacyjnych.   

>Energia wiatru

Wiatr niesie ze sobą ogromną energię, którą przetwarza się na prąd elektryczny. Służą do tego siłownie wiatrowe, które mogą pracować indywidualnie lub są połączone z siecią elektromagnetyczną do której płynie prąd. Siłownie indywidualne pracują na potrzeby domków jednorodzinnych, pojedynczych zakładów przemysłowych czy gospodarstw rolnych. Energia wiatru ma różnorodne zastosowanie:

•   można ją przetworzyć na energię elektryczną;
•   energia wiatru jest odnawialnym, niewyczerpalnym i niezanieczyszczającym środowisko źródłem energii;
•   umożliwia zasilanie miejsc trudno dostępnych;
•   umożliwia aktywizację terenów słabo zaludnionych lub o ubogich glebach;
•   jest pomocna w rolnictwie i zabiegach ochrony środowiska. Zaspokaja zapotrzebowanie energii potrzebnej do nawadniania pól, jak i działań rekultywacyjnych terenów zdegradowanych. Jest wykorzystywana do nawadniania zbiorników;
•   może posłużyć do oświetlania pomieszczeń i innych czynności domowych, a także zakładowych.

Niestety poza plusami występują również minusy:

•   turbiny wiatrowe wytwarzają stały, monotonny hałas o niskim natężeniu, niekorzystnie oddziaływujący na psychikę człowieka;
•   stwarza niebezpieczeństwo dla ptaków;
•   jest droga w instalacji;
•   ma negatywny wpływ na krajobraz.

Niestety Polska to kraj średnio zasobny w wiatr. Ocenia się, iż średnioroczna prędkość wiatru w północnej części naszego kraju (na wysokości ponad 50m) wynosi 5,5 - 7,5 m/s. Aby korzystać z energii wiatru niezbędne jest stałe występowanie wiatru o określonej prędkości. Najlepsze prędkości to od 15 do 20 m/s. W naszym kraju tereny szczególnie sprzyjające eksploatacji tego rodzaju to województwo pomorskie oraz zachodniopomorskie. Obecnie w  Tymieniu powstaje największa farma wiatrowa w Polsce – jest to zakład o mocy 50 MW.

>Energia Ziemi

Ten rodzaj energii niosą ze sobą gejzery oraz gorące skały. W przypadku gejzerów energię niosą erupcje pary lub bardzo gorącej wody wydostającej się z wnętrza Ziemi. natomiast w celu uzyskania energii gorących skał potrzebne są nawiercone w skale otwory, którymi do jej wnętrza wtłacza się zimną wodę, by następnie wypompować gorącą. Takie źródła idą w parze z anomaliami geologicznymi. Te z energii geotermalnych, których potencjał temperaturowy jest wysoki mogą zostać wykorzystane do produkcji prądu elektrycznego, natomiast te o niższym potencjale służą do ogrzewania, np. pomieszczeń. Gejzery znalazły zastosowanie przy napędzaniu turbin typu parowego (w sposób pośredni lub bezpośredni). Agresywny gaz, który wydobywa się razem z gorącą wodą oraz parą wodną opada na łopatki turbin. Wymusza to stosowanie specjalnych wymienników cierpła, co komplikuje, a także pogarsza efektywność obiegu ciepła.

Polska położona jest poza terenami aktywnymi tektonicznie oraz terenami wulkaniczno-magmowymi. Złoża geotermalne, które moglibyśmy wykorzystać do produkcji prądu nie występują. Możliwa jest eksploatacja ze źródeł naturalnych, a także źródeł odwiertniczych (samopływów - naturalne, a także wywołanych pompami – sztuczne).

>Energia biomasy

Wykorzystanie biomasy na potrzeby energetyki polega na bezpośrednim spalaniu odpadków roślinnych, odpadów drewnianych, słomy, a także specjalnie hodowanych roślin energetycznych. Przed spalaniem tych organicznych produktów wcześniej się je brykietuje lub granuluje. Przetworzona biomasa może być dodawana mieszana z paliwami płynnymi, którymi napędza się silniki spalinowe.

Ilość energii jaką uzyskuje się ze spalenia 1kg biomasy

Typ produktu organicznego	Ilość energii [MJ/kg]
Słoma żółta	14,3
Słoma szara	15,2
Drewno opałowe	13,0
Trzcina	14,2

>Energia wody

Ten typ energii uzyskujemy dzięki siłowniom wodnym. Stanowi on 5% całej światowej używanej energii. W naszym kraju działa ok. 127 hydroelektrowni dużych i ok. 300 małych. Zaletą energii wodnej jest to, iż:

•   można ją przetworzyć na energię elektryczną;
•   może zostać wykorzystana do  napędzania maszyn;
•   jest tańsza od energii spalania paliw kopalnych i energii jądrowej;
•   ze względu na korzyści finansowe (niskie ceny elektryczności) przyciąga przemył;
•   sprzyja środowisku w większym stopniu niż tradycyjne źródła energii;
•   uniezależnia państwo od zagranicznych dostaw energii;
•   sprzyja rekreacji;
•   zwiększa ochronę przeciwpożarową.

Energia wodna ma również wady:

•   burzy równowagę środowiska naturalnego, czego konsekwencją są częstsze powodzie;
•   w okresach suszy jest bezużyteczna (hydroelektrownie potrzebują wody);
•   negatywnie wpływa na organizmy wodne;
•   negatywnie wpływa na środowisko nabrzeża.

Stosowanie alternatywnych źródeł energii ma wiele korzyści

> ekonomiczno-społeczne:

•   źródła te są niewyczerpalne i tańsze;
•   uniezależniają państwo od obcych źródeł energii;
•   dają nowe stanowiska pracy na terenach rolniczych;
•   dają możliwość wykorzystania nieużytków;
•   stwarzają konkurencje dla konwencjonalnych producentów energii;
•   wykorzystują nadwyżki produkcyjne z rolnictwa.

> ekologiczne:

•   redukcja wielkości emitowanych zanieczyszczeń do atmosfery;
•   mniejsza ilość produkowanych odpadów;
•   obniżenie produkcji gazów cieplarnianych.

> zdrowotne:

- zmniejszenie ilości zanieczyszczeń daje mniejszą zachorowalność.

Podsumowanie

Stosowanie odnawialnych źródeł energii jest podstawą dzisiejszych społeczeństw. Energie te są tańsze, niezanieczyszczające i przede wszystkim odnawialne.

 Transport; rozwój motoryzacji

Motoryzacją nazywamy całokształt spraw, które związane są z pojazdami drogowymi i szynowymi, które napędzane są silnikami typu spalinowego. Z eksploatacją pojazdów związane jest wybudowanie naprawczych oraz stacji benzynowych. Dużym minusem motoryzacji jest niebezpieczeństwo, jakie stwarzają jadące pojazdy drogowe. Motoryzacja odgrywa dużą rolę w transporcie, turystyce, rozrywce, sporcie, czy też kulturze i oświacie.

Samochodem nazywamy pojazd mechaniczny, dwuśladowy, kołowy. Wykorzystuje się go do przewozu ludzi (np. autobusami), ładunków (np. ciężarówkami) lub urządzeń (np. dźwigowych).

Samochód jest powszechnym środkiem transportu, w związku z czym stawiane są wciąż nowsze wymagania w zakresie konstrukcji, jak i kosztów produkcyjnych. Dąży się nie tylko do zwiększenia maksymalnej prędkości, wytrzymałości, komfortu i bezpieczeństwa jazdy samochodem ale także do zmniejszenia emisji zanieczyszczeń, która wynika z eksploatacji pojazdu. Prowadzi się badania nad obniżeniem energochłonności oraz materiałochłonności, a także zmniejszeniem uciążliwości samego procesu wytwarzania samochodów.

  Zagwarantowanie większego bezpieczeństwa dla kierowców i pasażerów może zapewnić elektroniczny typ kontroli sterowania hamulcami oraz mechanizmami napędowymi, taki jak:

•   ABS, który zapobiega blokowaniu się kół;
•   EBS, który jest układem elektropneumatycznej kontroli hamulców w pojazdach ciężarowych;
•   LSD, regulujący proces tarcia wewnętrznego tzw. mechanizmu różnicowego;
•   Układy, które zapobiegają poślizgowi w trakcie ruszania.

Zalecenia światowych organizacji bezpieczeństwa zmierzają do ujednolicenia badań z dziedziny crasch-test, a także bezpieczeństwa czynnego.

Zanieczyszczenia powietrza

Przez zanieczyszczenia powietrza rozumiemy wszystkie jego składniki (stale, gazowe i ciekle), które nie występują w nim pierwotnie, lub substancje naturalnie występujące, ale których ilości w powietrzu odbiegają od normy. Zanieczyszczenia powietrza dzielimy na:

-  chemiczne substancje w postaci gazów lub pary;

-  cząstki organiczne w postaci stałej;

-  organizmy wirusowe, bakteryjne oraz grzyby;

-  kropelki cieczy.

Zanieczyszczenia powietrza maja negatywny wpływ na każdy element środowiska naturalnego, a także na martwą materię, np. powodują korozję budowli. Często mają one nieprzyjemny zapach co również jest bardzo uciążliwe.

Rozróżniamy dwa rodzaje źródeł zanieczyszczeń: naturalne i antropogeniczne (spowodowane działalnością człowieka). Naturalnymi mogą być wybuchy wulkaniczne,  trzęsienia ziemi, pożary, czy obszary bagienne produkujące metan (CH4), sól pochodząca z mórz i oceanów, erozja gleb, erozja skał i burze piaskowe. Wśród antropogenicznych wyróżniamy cztery zasadnicze grupy:

-  energetyka, a konkretnie spalanie paliw;

-  procesy technologiczne przemysłu chemicznego, hutniczego i rafineryjnego, oraz kopalnie i cementownie;

-  wszystkie rodzaje transportu, zarówno lądowego, wodnego i powietrznego;

-  gospodarstwa domowe, miejsca utylizacji i wysypiska odpadów i ścieków.

Źródła emisji mogą być: punktowe (np. kominy), liniowe (np. autostrada) i powierzchniowe ( np. otwarty zbiornik lub obszar z którego ulatnia się szkodliwa substancja).

Zanieczyszczenia powietrza dzielimy na pierwotne, które nie zmieniły swej struktury i właściwości od momentu uwolnienia ich do atmosfery, oraz zanieczyszczenia wtórne, powstałe wskutek ich reakcji  ze składnikami atmosfery oraz substancjami pyłowymi, które zalegając na powierzchni ziemi zostały ponownie uniesione w powietrze, np. przez wiatr.

Powietrze jest specyficzną strefą. Zanieczyszczenia w niej będące mogą się z łatwością przemieszczać. Zależne jest to od wysokości emitora (np. komina) i panujących warunków meteorologicznych. Unoszone zanieczyszczenia po pewnym czasie ulegają sorpcji (osiadają na powierzchni ziemi) lub są sprowadzane na nią wraz z opadem. Te których średnica jest poniżej 200mm unoszą się dłużej przyjmując postać aerozoli. Te o średnicy nie przekraczającej 20mm zazwyczaj usuwa opad, cięższe przyciąga siła ciężkości. Powietrze podlega ciągłemu mieszaniu; jeśli ukształtowanie terenu jest niekorzystne, na dodatkowo niewielkim terenie (np. miasto), a dzień bezwietrzny może dojść do kumulacji zanieczyszczeń i powstania tzw. smogu.

Jednym ze składników atmosfery są gazy absorbujące promieniowanie IR (podczerwone), odbijające się od ziemi. Do związków tych zaliczamy: wodę w postaci pary wodnej, dwutlenek węgla (CO2), metan (CH4), podtlenek azotu (N2O2) i freony. Związki te sprzyjają efektowi cieplarnianemu (nazywamy je gazami cieplarnianymi) i powiększaniu się dziury ozonowej. Szacuje się że roczna emisja dwutlenku węgla wynosi 1011 t. Jego stężenie na początku XX wieku wynosiło 270ppm, w latach 80-tych badania wykazały jego wzrost do 360ppm. Dwutlenek węgla występuje w tak dużych ilościach, że choć jego wpływ na efekt cieplarniany jest dużo mniejszy, niż np. nadtlenku azotu (jest bardzo groźny ale występuje w stosunkowo małych ilościach), jest on większym zagrożeniem. Związki takie jak freony docierające do ozonosfery i wchodzące z ozonem w reakcje są przyczyną zwiększania się dziury ozonowej, wykrytej w 1983 roku nad Antarktydą. Ozonosfera ma właściwości zatrzymujące promieniowanie UV (ultrafioletowe). Jej brak przynosi wzrost promieniowania UV, oddziałującego na wszystkie organizmy w sposób bardzo negatywy. 

Bardzo istotny jest skład powietrza w budynkach i pomieszczeniach halowych. Zależy od jakości powietrza na tym obszarze, czy przeprowadzane są w nim jakieś procesy technologiczne i od sprawności działania systemu wentylacyjnego. Źródłem zanieczyszczeń w pomieszczeniach są:

-  materiały budowlane, z których wykonany jest budynek. Do najbardziej szkodliwych zaliczamy formaldehyd (emitowany np. z płyt paździerzowych), związki zaliczane do fenoli, toluen, ksylen, a także styren będące składnikiem klejów czy materiałów impregnujących;

-  procesy utleniania do których zaliczamy: oddychanie, ogrzewanie, czy palenie tytoniu;

-  procesy technologiczne.

W przemyśle górniczym, odlewniczym, materiałowym, spawalniczym, przetwórczym (azbestu) zagrożeniem są pyły. Powodują one wiele chorób, m.in. pylicę płuc. Dodatkowo notuje się emisję związków powodujących zatrucia (np. ołów (Pb) lub tlenek węgla(CO)).

Zanieczyszczenie może oddziaływać na środowisko w dużej ilości i krótkotrwale lub długo ale małym stężeniem. Najczęściej dochodzi do współdziałania zanieczyszczeń. Ich jednoczesne działanie może dać dużo gorsze konsekwencje, niż gdyby każda z tych substancji działała osobno. 

Bardzo groźną substancją dla ludzi jest dwutlenek siarki. Oddziaływuje na błony śluzowe, efektem może być nawet skurcz mięśni oskrzelowych. Przy stężeniu 10-500 mg/m3 wpływa także na rośliny. Uszkadza liście pszenicy, tytoniu, lucerny, owsa i wielu innych roślin. Zagraża również lasom. Wraz z związkami azotu, fluoru, ołowiu, chloru, cynku, miedzi i węglowodorów wpływa na ich co raz szybszą degradację.

Efekt cieplarniany

Równowaga pomiędzy oddziaływaniem słońca, a energią wypromieniowywaną z Ziemi i atmosfery warunkuje (w dużym stopniu) temperaturę na Ziemi. Promienie, które docierają na ziemię ogrzewają powierzchnie. Następnie ciepło to przechodzi do atmosfery przez promieniowanie IR. Czasem wraca ono w kosmos, a czasem zostaje zatrzymane przez gazy zawieszone w powietrzu, a następnie wraca na Ziemię. Jak wielka jest to energia zależy od stężenia oraz różnorodności gazów cieplarnianych.

Gdyby nie ten efekt temperatura na Ziemi byłaby o 30°C niższa od obecnej. Niestety ilość gazów cieplarnianych, które zatrzymują promieniowanie, w powietrzu stale wzrasta. Powoduje to znaczny wzrost temperatury na Ziemi i jest to zjawisko niekorzystne.

Do głównych gazów cieplarnianych zaliczamy:

•   dwutlenek węgla (stanowi 50% gazów cieplarnianych);
•   metan (15%);
•   tlenki azotu (6%);
•   związki chlorofluorowęglowodorowe, czyli freony i halony (14%);
•   ozon troposferyczny (12%).

Niszczenie lasów równikowych

Lasy obrastają około 1/5 części  powierzchni całej kuli Ziemskiej. Występują w trzech głównych typach:

•   lasy wilgotne, które występują na równiku;
•   lasy liściaste, które występują w strefie o umiarkowanym klimacie;
•   bory iglaste.

W ekosystemie leśnym może znaleźć schronienie wiele organizmów żywych, również człowiek. Jest on także źródłem drewna na opal i do rożnych konstrukcji; żywności oraz surowców, do których należy kauczuk, a także oleje roślinne.

Na całej Ziemi lasy SA niszczone albo uszkadzane w wyniku działalności człowieka. Zachodzi to w niesamowitym tempie. Od XX wieku tempo niszczenia lasów równikowych zaczęło rosnąc w przeraźliwym, tempie, co wpłynęło na znaczne zmniejszeni się powierzchni tego ekosystemu. Największy udział w tych zmianach przypisuje się człowiekowi. Na gospodarkę leśna, zajmująca się lasami równikowymi, niszczycielski wpływ ma rozwój cywilizacji, a także postęp techniczny. To oddziaływanie może być pośrednie, ale także bezpośrednie.

Do zagłady lasów równikowych przyczynił się w głównej mierze wyrąb tych lasów. Wilgotne lasy równikowe, o których mówiono niegdyś: zielone piekło, zachwycają swa tajemniczością. Niedostępność oraz możliwość napotkania groźnych niespodzianek: węże oraz owady o śmiertelnie trujących jadach, niebezpieczne rośliny trujące, tropikalne choroby. Lasy wilgotne są przepełnione niezliczonymi bogactwami, do których należą:

•   cenne rośliny o cecha jadalnych, a także leczniczych;
•   wyjątkowe gatunki drewna: heban, palisander, mahoń (wykorzystywane do budowy stylowych, bardzo drogi mebli);
•   tlen, maja ogromny wpływ na zawartość tlenu w atmosferze, czyli na bilans tlenu na świecie ( są jego głównym „producentem”).

Szlachetne drzewa lasów tropikalnych są otoczone rosnącymi wokół nich innymi gatunkami roślin. Zdobycie kilku wyniosłych pni wiąże się, wiec z degradacja stosunkowo dużej powierzchni lasu. Podczas wyrębu, upadające olbrzymie pnie miażdżą występujące w niższych warstwach wiele roślin, gatunków drzew, które są uznawana za mniej szlachetne, ze względu na wysokość ceny. Następnie wywóz drewna również przynosi wiele szkód. Jest on związany z niszczeniem delikatnej i cienkiej gleby. W glebie lasów wilgotnych występuje mało pierwiastków odżywczych; zostają one natychmiast pobrane, gdy opadną na powierzeni ziemi w towarzystwie obumarłych liści. W sytuacji, kiedy dopływ pokarmu zostanie urwany lub kiedy wilgotność będzie niewystarczająca dla bakterii, cały ekosystem może ulec dewastacji.

Występuje ciągły wzrost zapotrzebowania na drewno pochodzące ze szlacheckich drzew. Drewno tropikalne jest zużytkowane szczególnie  w tzw. krajach rozwiniętych, gdzie zużycie jest prawie piętnaście razy większy niż 40 lat temu. Co roku zwiększa się zastosowanie cennego, równikowego drewna:

•   elementy nośne w konstrukcjach budowlanych (konstrukcja z drewna jest bezpieczniejsza od metalowej podczas budowy dużych hal, ponieważ w trakcie pożaru drewno zwęgla się, a metal odkształca się w stalowe pręty);
•   drewno hebanowe – jego największym konsumentem jest Japonia (drewna tropikalnego); pochłania niemal polowe im poru na całym świecie; kontraktuje lasy na terenach Papui-Nowej Gwinei i na Borneo; jednak celem nie jest zdobycie cennych, nowych gatunków drzew, tylko pulpę służąca do tworzenia kartonów (opakowania na telewizory, na wzmacniacze albo na elektryczne szczoteczki do mycia zębów) .

Inną przyczyna wycinania lasów tropikalnych, oprócz cennego drewna, jest rolnictwo, które stanowi ogromne zagrożenie. Od wielu wieków wypalanie lasów było naturalnym sposobem, aby zdobyć ziemie pod uprawę. Było to praktykowane przez plemiona zamieszkujące obszary równikowe na terenie Ameryki Południowej i na Borneo.

Należy jednak zaznaczyć, ze tereny pogorzelisk były niewielkie  i kiedy po dwóch czy trzech latach gleba staje się jałowa, leśni rolnicy zmieniali położenie swych poletek. Polana, która po nich pozostała nadal były objęte oddziaływaniem lasu. Docierające na nią wszystkie nasiona powodowały pierwszy etap sukcesji. Odbudowe lasu zapoczątkowały pionierskie rośliny, poprzez wypełnienie luki. Kiedy powierzani wyrębu zaczęła rosnąc, odległość lasów od gołej ziemi również rosła. Wynikiem tego jest wysychanie gleby, która i tak jest wyjałowiona, następnie jej erozje, aż w końcu pustynnienie.

Rolnicza dewastacja, na bardzo duża skale, ma swoje źródła w programie przedstawionym przez rząd brazylijski. Proponuje on pokierować osadnictwo do tropikalnego lasu znajdującego się nad Amazonka. Wzrostowi rolnictwa towarzysza  duże zmiany siedliskowe, które powstają w wyniku rożnego rodzaju zabiegów agrotechnicznych. Są one nieodłącznym elementem uprawy ziemi: odwadnianie czy nawadnianie, także mechaniczna uprawa ziemi (orka lub bronowanie), czy chemizacja podłoża (nawożenie albo stosowanie pestycydów). Przedstawione zabiegi maja wielkie znaczenia i przekształcają siedlisko w znacznym stopniu; a co za tym idzie również rosnąca w pobliżu roślinność naturalną. 

Bezpośrednie oddziaływanie na szatę roślinna odznacza się poprzez tworzenie monokultur; czasem również na dużych przestrzeniach: wprowadzenie nowych gatunków jest zjawiskiem celowym albo niezamierzonym; tworzenie się nowych skupisk roślinnych, których przykładem są zbiorowiska chwastów czy roślin ruderalnych. Jednocześnie z osadnictwem w lasach tropikalnych pojawia się niepokojący fakt zanieczyszczania wód przez ścieki. Ta sytuacja ogranicza bezpośrednie używanie i korzystanie z wód na tych terenach. Obserwuje się również wzrost zanieczyszczeń w atmosferze.

Dawniej, za zanieczyszczenie powietrza nie odpowiadała działalność człowieka lecz pożary oraz wulkany; było one niewielkie i o charakterze lokalnym. Na początku także wpływ człowieka nie miał większego znaczenia na czystość atmosfery. Jednak rozwój Przemyślu oraz motoryzacji, który  obserwujemy od kilkudziesięciu lat, ma wyraźne znaczenie na zmiany zachodzące w atmosferze. Najbardziej niebezpieczne są wszystkie pyły oraz gazy, które powstają podczas funkcjonowania Przemyślu oraz motoryzacji. Powstawanie pyłów jest czynnikiem ubocznym, który powstaje w trakcie spalania węgla oraz podczas cementowania (materiały budowlane).

Innymi źródłami pary, a także gazów są pojazdy mechaniczne oraz zakłady przemysłowe. Duża ilość dwutlenku węgla oraz pary wodnej i najbardziej groźne dla organizmów żywych tlenek węgla, chlor, siarkowodór, dwutlenek siarki.

Pyły oraz dymy, które są zawarte w powietrzu zabierają dużo cześć promieniowania słonecznego, co powoduje zmniejszenie się produkcji roślin. Również poprzez osiadanie się pyłów na liściach zostaje utrudniona i zmniejszona wymiana gazowa, która zachodzi miedzy otoczeniem i liściem. Powoduje to zmniejszenie się wydajności  produkcyjnej.  Dwutlenek siarki, gromadzie się we wnętrzu rośliny, głownie w liściach, przez co prowadzi do uszkodzenia komórek, a w wyniku do śmierci liści, a później rośliny. Przykład ten potwierdza zjawisko obumierania lasów znajdujących się w pobliżu zakładów przemysłowych, które wydzielają duża ilość dwutlenku siarki.

Dla gleby, bardzo groźnym zjawiskiem jest spadek poziomu występującej w niej wody gruntowej. Do najważniejszych przyczyn, które wywołują to zjawisko zaliczamy:

•   pokrycie elementami trwałymi, do których zaliczamy zabudowę, beton czy asfalt; niekiedy na dużych powierzchniach wody opadowe utrąciły możliwość przesiąknięcia do niższych warstw gleby; wynikiem jest śmierć roślinności;
•   skanalizowanie, często dużych powierzchni oraz uregulowanie cieków, co powoduje szybkie tempo spływu wody pochodzącej z opadów; w ten sposób nie jest ona w stanie nasycić glebę odpowiednia wilgotnością;
•   duża ilość melioracji wodnych, które zostają odprowadzane jedynie, aby osuszyć tereny podmokle czy bagienne. Fakt ten powoduje tymczasowe korzyści, jednak przyczynia się do zmniejszani się ilości wód gruntowych; dotyczy to nie tylko obszaru meliorowanego, ale także terenów przyległych.

Rożne zanieczyszczenia maja negatywny wpływ na glebę. Pojawiające się w glebie związki chemiczne rożnego rodzaju są przyczyna wielu niekorzystnych zmian, w tym alkalizacje, zasolenie oraz zakwaszanie. Jest oczywiste, ze ma to negatywne oddziaływanie na roślinę, jak również na jej produkcje.

Inne substancje, które trafiają do gleby są substancjami trującymi. Przykładem mogą być pestycydy oraz związki metali (głownie ciężkich). Ich działaniu ulęgają zarówno organizmy glebowe, jak i rośliny, co prowadzi do ich śmierci.

Jeżeli chodzi o bezpośrednia działalność cywilizacji dotyczy ona fizycznego niszczenia albo wprowadzania zmian w pokrywie roślinnej. Dzieje się tak podczas:

•   wypalania;
•   zmiany miejsca, w którym żyje roślina;
•   mechanicznej degradacji całych roślin.

Zagrożeniem dla lasu są również plany gospodarcze, które proponują budowę zapór (elektrownie wodne); prowadzi to do zatapiania dużych terenów leśnych oraz zmianę sytuacji wodnej na pobliskich.

Budowa dróg, która przejdzie przez duża cześć równikowego lasu, przecinając go, będzie zagrożeniem dla wędrujących zwierząt.

W wielu przypadkach dewastacja lasu zachodzi w trzech etapach:

1. następuje wykupienie terenu leśnego przez kopalnie, a następnie przy użyciu buldożerów tworzą drogi dojazdowe, które prowadza do miejsc, skąd będzie eksploatowane drewno.

2. W ich towarzystwie podróżują ubogie rodziny, które poszukują odpowiedniego terenu na farmę. Poprzez wypalenie pozostałości po lesie zdobywają ziemie pod uprawę. Prowadzi to do zagłady (nieodwracalnej) biocenozy pierwotnej. Nawet, w sytuacji kiedy nastąpi odnowienie się lasu, to jego struktura nie będzie porównywalna z wcześniejsza.

3. Po kilku latach ziemia staje się wyjałowiona i nadaje się jedynie do zasiania trawy, do hodowli bydła. Jest to ostatni etap, zakończenie destrukcji lasu.

W ostatnich latach wycina się także lasy w celu możliwości wypasania tam bydła hodowlanego. Powstają później z niego hamburgery. Można powiedzieć, ze bilans tlenu na świecie wiąże się z popularnością żywienia się w McDonaldach.

Pomóżmy lasom tropikalnym

Gospodarka leśna na terenach równikowych, również rabunkowa staje się bezpośrednia przyczyna zmian zachodzących w składzie atmosfery. Każdego roku, z powierz ni Ziemi znika obszar lasu równikowego o powierz ni równej powierz ni Austrii. Wpływ tego zjawiska przynosi przerażające konsekwencje ekologiczne. 

Lasy tropikalne, które tworzy olbrzymia, zielona masa jest niezbędna do normalnego funkcjonowania życia na Ziemi: - oddycha; - paruje; - pobiera dwutlenek węgla z powietrza; - podczas procesu fotosyntezy produkuje tlen; - utrzymuje odpowiednia wilgotność na terenach, gdzie żyją.

Lasy nie powstają tam gdzie istnieje deszczowy klimat, lecz w miejscach gdzie deszcz jest wynikiem parowania lasów. Z tego wynika, ze lasy staja się współtwórcami środowiska, w którym żyją. Kiedy ich zabraknie, równocześnie zniknie woda oraz cień. Wnioskuje się, ze wycięcie lasów było przyczyna zmiany klimatu; susze dotyczyły, na tych terenach, ludzi, którzy uprawiają role (jeden miliard).

Degradacja lasów tropikalnych niesie za sobą wiele konsekwencji:

•   zmiany klimatu, które dotyczą dużych obszarów;
•   upadek rolnictwa z powodu braku wody;
•   upadek plemion, które nagle utrąciły naturalne środowisko.

Wycinanie takiej wielkości obszarów leśnych może być przyczyna:

•   zmian dotyczących rozkładu oraz kierunku wiatrów;
•   zmian dotyczących rozkładu oraz kierunku prądów morskich;
•   zmian dotyczących rozkładu oraz wysokości opadów atmosferycznych;
•   zwiększenia się temperatury oraz zmiany klimatu na kuli Ziemskiej;
•   zmian dotyczących obiegu wody, a następnie pojawiania się susz, powodzi czy erozji gleby;
•   wymianie bogatego ekosystemu; w wilgotnych lasach występują rośliny, które śluza do pozyskania rożnych preparatów medycznych.

Na całej Ziemi, tysiące ludzi jest przerażonych konsekwencjami, które wynikają z degradacji lasów tropikalnych. Z rożnych powodów, racjonalnych oraz emocjonalnych, starają się zahamować to zjawisko. Organizacje ekologiczne doprowadziły do bojkotu drewna z lasów równikowych, które jest sprowadzane do państw Zachodu. Niestety, wielu ekspertów uważa, ze dłużej trwające skutki tego typu bojkotu mogłyby być negatywne. Spadające ceny drewna sprawia, ze eksporterzy postanowią wycinać lasy potrzebne do wytworzenia papieru.

Program ochrony ma za zadanie kontrolować wyrąb lasów, jak również proponować rekultywacje obszarów już zdegradowanych; zakładania na tych terenach plantacji tych drzew, które są cenne pod względem przemysłowym. Bardzo ważne jest posiadanie „banku genetycznego” (stałego źródła nasion, które są pełnowartościowe, i które rosną na terenach niezmienionych, czyli w rezerwatach czy parkach narodowych).

ITTA, czyli Międzynarodowe Porozumienie w Handlu Drewnem Tropikalnym, odpowiada za stały dopływ, zawsze nowych zasobów. Odpowiada również za ustalenie zasad, dotyczących:

•   handlu drewnem, pomiędzy państwami rozwijającymi się;
•   współpracy pomiędzy importami, a eksportami względem gospodarowania „deszczowymi lasami”;
•   finansowania badań, dotyczących lepszych sposobów eksploatowania drewna.

Innego rodzaju problemem jest zanikniecie wielu gatunków organizmów żywych (roślin i zwierząt). Lasy równikowe są najbogatszym ekosystemem, pod względem różnorodności gatunków roślin oraz zwierząt. Wraz ze śmiercią danego gatunku pozbawiamy się wiedzy na temat pewnej informacji genetycznej.

Rondonia – brazylijski stan, który w połowie został pozbawiony terenów leśnych, podczas kilku ostatnich lat. Podobnie, jak w innych miejscach, plemiona zamieszkujące te lasy zanikają; niszczy się ich domy, zanika ich kultura. Zdeterminowany protest prowadzony przez plemiona indiańskie zamieszkujące okolice Amazonki oraz Orinoko, powoduje zainteresowanie w opinii publicznej, natomiast mniejsze uwagę na to zwraca rząd. Państwa, na których terenach rosną lasy deszczowe wytykają mieszkańcom krajów Zachodnich, osiągniecie wysokiego poziomu cywilizacji oraz wysoka zamożność, która teraz przedstawiają, poprzez bezkarne zdegradowanie lasów na swoich terenach we wcześniejszych wiekach. Wiec jeżeli pragną zahamować degradacje lasów to musza zapłacić.

Dziura ozonowa.

Tlen – który służy nam do oddychania każdego dnia, tworzą dwa atomy, które są połączone poprzez wiązanie chemiczne.

Ozon – tworzą trzy atomy, które są połączone poprzez wiązanie chemiczne. Powstaje on podczas wyładowań elektrycznych zachodzących w powietrzu oraz w ozonizatorach.

Jest to niebieskawy gaz, który cechuje się ostrym zapachem, zdecydowanie toksycznym. Dla ludzi, może być trująca jedna cząsteczka ozonu w milionie cząstek atmosfery. W bliskiej odległości od powierzchni kuli Ziemskiej, ozon staje się trucizna. Jest on współuczestnikiem podczas tworzenia się smogu fotochemicznego czy kwaśnego deszczu. Jednak w troposferze, która jest najniższa warstwa, zawartość ozonu nie przekracza 10% z całej ilości tego gazu występującego na Ziemi.  Reszta, 90%, jest zawarta w wyższych wartach atmosfery.

Już na wysokości od 15 do 50 kilometrów od powierzchni kuli ziemskiej ozon jest pożytecznym gazem. Tworzy, ochronna i niezbędna dla życia warstwę ozonowa. jest to gaz, który jako jedyny w atmosferze, zatrzymuje większa cześć szkodliwego promieniowania ultrafioletowego.

Podczas badań stwierdzono, w 1881 r., ze energia, która pochodzi z tego promieniowania zostaje zamieniona na ciepło. Ta cecha sprawia, ze jest on również atmosferycznym termoregulatorem.

Tlen nie jest trwały i dlatego następuje jego rozpad i dzięki temu zmniejsza się ilość energii dochodząca na powierzchnie Ziemi.

Jednym z największych problemów dla biosfery jest nadmierne promieniowanie ultrafioletowe.

Warstwa ozonu w stratosferze ma około 25 km grubości, jest natomiast bardzo rozrzedzona.

Jednak brak tego filtra mogłoby doprowadzić do wielkiej tragedii:

•   wzrost ilości promieniowania ultrafioletowego;
•   niszczenie chlorofilu (potrzebnego organizmom samożywnym);
•   zmiany klimatyczne;
•   groźne choroby (rak skory: czerniak, zasmaż);
•   zaburzenia struktur białkowych oraz kwasów nukleinowych (mutacje genetyczne);
•   za dużo promieniowania UVB i UV jest przyczyna osłabienia odporności organizmu na choroby wirusowe, np. Hermes, czyli opryszczka oraz pasożytami;
•   szysze tempo starzenia się skory: przebarwienia, zmarszczki;
•   choroby oczu: podrażnienie spojówek, które prowadzi do zaćmy;
•   gorsza produkcja żywności oraz spadek jej jakości; zarówno pochodzącej z pól, jak i z wody.
•   efekt cieplarniany; poprzez zatrzymywanie ciepła energii słonecznej przez substancje, które rozkładają ozon.

Ostatecznie może doprowadzić do zaburzeń w równowadze biologicznej, a nawet do śmierci wszystkich organizmów żywych na Ziemi.

Próbując bronić się, człowiek wytwarza warstwę pigmentu (opalenizna). Inne organizmy, np. plankton wytwarza melaninę.

Dobsony – jednostki służące do opisywania koncentracji ozonu. Nie jest on równomiernie rozłożony: średnio – 300 D, natomiast nad równikiem – 250 D. Dzieje się tak dzięki wiatrom stratosferycznym.

Dziura ozonowa – znaczące obniżenie koncentracji ozonu, nawet do 90%, a strefie nazywanej ozonosfera.

Pojawia się głownie w pobliżu bieguna południowego, podczas wiosny (miedzy wrześniem, a listopadem). Obserwowany spadek wynosi 3% w ciągu roku.

Nad Antarktyka następuje jej powiększanie. Od momentu odkrycia zwiększyła się o 15%.

Jej powierzchnia sięga już do południowej Argentyny oraz Chile, gdzie koncentracja ozonu zmniejszyła się o 70%.

Tempo, w jakim zmniejsza się ozon w stratosferze, ze względu na działalność człowieka jest równa od 0,4 do 0,8% w ciągu roku na północnych i umiarkowanych strefach klimatycznych, a także około 0,2% w strefach tropikalnych.

Prawdopodobnie przyczyna dziury ozonowej są takie substancje, wynikające z działalności człowieka, jak freony oraz halny. Również tlenki azotu, które w odpowiednich warunkach mogą się przyczyniać do łańcuchowego opadu ozonu.

Największy problemem są związki CCl2F2, inaczej freon 12, a także innych fluoropochodnych metanu oraz etanu, które są wykorzystywane podczas produkcji aerozoli.

Związki wymienione znajdujemy w konstrukcjach:

•   sprężarek w lodówkach;
•   w urządzeniach klimatycznych;
•   podczas produkcji lakierów;
•   przemyśl kosmetyczny;
•   mady cyna;
•   środki czyszczące (komputery).

Podczas badań, naukowcy M. Moli oraz F. S. Rowland przeprowadzali pomiary dotyczące zawartości ozonu w okolicach Antarktydy, nad Morzem Weddela. Badania trwały od 1959 r i w 1985 r okazało się, ze zawartość tego gazu zmniejszyła się o 40%.

Przyczyn tego zjawiska doszukiwano się w:

•   polarnym wirze, jego zanikaniu;
•   aktywności wulkanicznej;
•   odkryciu plam na tarczy słonecznej;
•   tlenkach azotu z działalności antropogenicznej;
•   dużym poziomie związków halogenoorganicznych.

Dlaczego właśnie w tym rejonie, nad biegunem południowym, obserwujemy największy zanik ozonu?

Wiatry występujące w stratosferze przenoszą powietrze z ozonem od równika do biegunów. Ruchy te nie przebiegają symetrycznie, wiec półkula północna dostaje nawet więcej niż polowe ozonu.

Z początkiem nocy polarnej na Antarktydzie powietrze krąży wokół bieguna. I tak się dzieje w ciągu pól roku. Odizolowanie od powietrza pochodzącego z równika powoduje nadmierny rozpad cząsteczek ozonu.

W 1991 r. Na poziomie dolnej stratosfery obserwowano brak ozonu przez kilka dni. Zdążyło się to pierwszy raz.

W Polsce: zima (styczeń luty) występuje prawie dwa razy mniejsza warstwa tego gazu (191 D) niż zazwyczaj (350 D).

Nagroda Nobla – 1995 rok; zdobyli M. Moli oraz F.S. Rowland; za badania dotyczące oddziaływania freonów wobec ozonu atmosferycznego;

P. Crutzen zdobył także nagrodę za badania na temat powstawania oraz reakcji ozonu w atmosferze.

Media publiczne uwidaczniają badania naszych naukowców w tej dziedzinie. Prowadzone badania są bardziej dokładne; specjalne samoloty oraz balony wysokościowe łatają wokół Ziemi. Wyniki tych badań, przypuszczalnie w 2050 r. Przedstawia w pełni płaszczyk ochronny kuli ziemskiej.

Wnioski

Niestety wraz ze zmianami naszej populacji zmienia się również świat. Ludzie systematycznie wynajdują wciąż nowe rzeczy. Kiedyś szokował nas samolot, obecnie latamy już w kosmos. Upraszczamy i ułatwiamy sobie w ten sposób życie.

To wszystko jest piękne, jednak ma swoje konsekwencje. Tak na prawdę dbamy tylko o siebie, a otaczający nas świat cierpi w obliczu naszych poczynań. Nie baczymy na przyrodę, a ekologia jest dla nas tematem tabu, a niekiedy nawet obcym słowem. Siejemy ogólne zniszczenie i tylko nieliczni z nas starają się temu zapobiegać. Niestety kiedyś może okazać się, że jest już za późno na pomoc...

Przykładowo w mieście Dobromierzu próbowano zapewnić ochronę zbiornikom z wodą pitną, ale dziwnym trafem przedsięwzięcie nie powiodło się. Innym razem próbowano skanalizować miasto – zabrakło pieniędzy.  Na szczęście zmniejsza się ilość funkcjonujących kopalń Zagłębia Wałbrzyskiego, a w związku z czym spadła liczba zanieczyszczeń odprowadzanych do rzeki Pałecznicy, do której większość miasta odprowadza również ścieki. Dużym postępem jest segregacja odpadów. Codziennie przejeżdża samochód i odbiera posegregowane śmieci w workach. Jednak system ten funkcjonuje wadliwie. Ludzie muszą trzymać śmieci w domach, ponieważ nie wszędzie zapewniono dostęp do specjalnych kontenerów do segregacji. Ponadto wywóz śmieci nie jest sponsorowany i traktuje się go, jak każdy inny. W przypadku, gdy są to śmieci posegregowane państwo, któremu zależy na kształtowaniu świadomości ekologicznej powinno zachęcać ludzi do działań ekologicznych. Powinno się finansować chociaż wywóz tych śmieci.

Takich problemów w naszym kraju jest pod dostatkiem. Sytuacja ta dotyczy większości państw naszego globu, a zwłaszcza tych biedniejszych. Musimy jednak starać się pomóc matce naturze, gdyż kiedyś może być już na to za późno. Najważniejszym jest, by każdy z nas dbał o ten „kawałek” przyrody, który go otacza. Jeśli wszyscy tak zaczniemy postępować to uda nam się zregenerować przyrodę, a także przekonać tych, którzy nie wierzą w słuszność sprawy.