Untitled
advertisement
EKOMŁODZIEŻ Konkurs ekologiczny Materiały dydaktyczne Opracowanie: Jolanta Adamczyk SPIS TREŚCI WSTĘP 1 OGÓLNE POJĘCIA W OCHRONIE ŚRODOWISKA 3 PYTANIA KONKURSOWE 11 KLUCZ DO PYTAŃ 13 INTERESUJĄCE, CHOĆ NIE ZAWSZE ZNANE FAKTY 14 ZAGROŻENIA CYWILIZACYJNE I ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ 15 PYTANIA KONKURSOWE 25 KLUCZ DO PYTAŃ 28 INTERESUJĄCE, CHOĆ NIE ZAWSZE ZNANE FAKTY 29 ORGANIZACJE POZARZĄDOWE I KONWENCJE MIĘDZYNARODOWE W OCHRONIE ŚRODOWISKA 31 PYTANIA KONKURSOWE 41 KLUCZ DO PYTAŃ 41 INTERESUJĄCE, CHOĆ NIE ZAWSZE ZNANE FAKTY 42 CZYNNIKI ABIOTYCZNE I BIOTYCZNE ŚRODOWISKA WYKORZYSTYWANE W JEGO OCHRONIE 43 PYTANIA KONKURSOWE 49 KLUCZ DO PYTAŃ 50 INTERESUJĄCE, CHOĆ NIE ZAWSZE ZNANE FAKTY 51 BIBLIOGRAFIA 53 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne WSTĘP Ochrona środowiska jest obecnie jednym z najważniejszych problemów, którymi interesują się współcześni ludzie, bez względu na zawód czy narodowość. Zagadnień związanych z ochroną środowiska jest wiele, ponieważ wywodzą się one z różnych nauk: ścisłych, przyrodniczych, humanistycznych, technicznych, politycznych. O ochronie przyrody i środowiska mówi się w szkołach, ale także w środkach masowego przekazu: prasie, telewizji, Internecie itp. Stworzony przez Społeczną Akademię Nauk w Łodzi konkurs „Ekomłodzież – konkurs z zakresu wiedzy ekologicznej” ma na celu zachęcenie młodzieży ponadgimnazjalnej do pogłębiania wiedzy o ochronie przyrody i środowiska i tym samym kształtowanie jej proekologicznych postaw. Dzisiejszy świat stawia przed ludźmi coraz więcej problemów dotyczących ochrony biosfery. Od tego jak zostaną one rozwiązane, zależy dalszy los naszej planety i ludzkiej cywilizacji. To właśnie młodzi ludzie, stający na progu dorosłego życia, będą w przyszłości kształtować środowisko przyrodnicze. Dlatego ich wiedza, wrażliwość i zrozumienie przyrody oraz jej potrzeb są niezbędne dla przyszłych pokoleń. Pierwsza edycja konkursu, która odbyła się w maju i czerwcu 2014 roku, pomimo że objęła zaledwie kilka miast woj. łódzkiego, wykazała, że polska młodzież posiada znaczną wiedzę o ochronie środowiska. Większość uczestników konkursu zaprezentowała wysoki poziom wiadomości i o przejściu do kolejnego etapu lub końcowym zwycięstwie decydował często 1 lub 2 punkty. Uważam, że w tym konkursie nie ma pokonanych. Wszyscy jego uczestnicy zasługują na uznanie, gdyż ich udział świadczy o tym, że problemy środowiska przyrodniczego są dla nich interesujące i ważne. Mam nadzieję, że prowadzony przez Społeczną Akademię Nauk konkurs zmotywuje wielu młodych ludzi do jeszcze większej chęci poznawania tej tematyki. 1 Opracowanie, które proponuję, omawia niektóre ważne zagadnienia z ochrony środowiska, podając związane z nimi terminy i pojęcia oraz przykłady pytań z pierwszej edycji konkursu wraz z poprawnymi odpowiedziami. Ze względu na rozległą tematykę, praca ta ma charakter słownika, krótko omawiającego najistotniejsze zagadnienia. Mam nadzieję, że publikacja ta pomoże wszystkim zainteresowanym przygotować się do kolejnej edycji naszego konkursu i poszerzyć swoją wiedzę o ochronie środowiska. Jolanta Adamczyk 2 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne CZĘŚĆ PIERWSZA OGÓLNE POJĘCIA W OCHRONIE ŚRODOWISKA 1. EKOLOGIA CZY OCHRONA ŚRODOWISKA? Termin ekologia jest używany w dwóch znaczeniach. 1) Ekologia to dziedzina biologii badająca wpływ środowiska na organizmy i biocenozy oraz wpływ organizmów na środowisko, a także strukturę i funkcjonowanie systemów przyrodniczych, np. populacji, biocenoz, ekosystemów. W takim znaczeniu termin ekologia został wprowadzony do nauki w 1869 r. przez niemieckiego biologa Ernsta Haeckla. 2) W potocznym znaczeniu ekologia jest synonimem ochrony środowiska, a nawet każdej nauki o środowisku przyrodniczym. Stąd też, przymiotnik „ekologiczny” ma wiele znaczeń: przyrodniczy, środowiskowy, ochronny lub naturalny. Czym jest tzw. „ekologia głęboka”? Jest to nurt współczesnej filozofii, odnoszący się do roli i miejsca człowieka w przyrodzie oraz sposobów rozwiązywania problemów ochrony środowiska. Twórcą „ekologii głębokiej” był w latach 70. XX wieku norweski filozof i alpinista Arne Naes. W rozumieniu tej filozofii przyroda stanowi dla człowieka jedną z naczelnych wartości. Hasłem „ekologii głębokiej” jest zwrot: „Żyć w przekonaniu, iż Natura coś znaczy”. 2. BIOSFERA – ŚRODOWISKO GLOBALNE Termin „biosfera” pojawił się w XIX wieku. Jego twórcą był Eduard Suess. Pojęcie biosfery stopniowo ewoluowało i w definicjach kolejnych naukowców było rozumiane jako: • wg Eduarda Suessa (1875) = warstwa żywej materii na planecie Ziemia, 3 • • wg Władimira Wiernadskiego (1923) = przestrzeń ziemska zasiedlona przez organizmy, wg Eugene’a P. Oduma (1971) = ekosfera, ekosystem ziemski, największy ekosystem. Obecnie biosferę rozumie się jako: przestrzeń życiową, w której istnieją warunki do życia organizmów; inaczej środowisko globalne. Biosfera obejmuje: dolną część atmosfery, całą hydrosferę, powłokę zwietrzelinową litosfery (do głębokości ok. 2000 m). 3. ŚRODOWISKO PRZYRODNICZE, TWORY PRZYRODY I ZASOBY PRZYRODY Na środowisko przyrodnicze składają się: • • • • czynniki abiotyczne (energia słoneczna, temperatura, klimat, jakość wody, ukształtowanie powierzchni, różne rodzaje promieniowania), czynniki biotyczne (gleba, różne rodzaje materii organicznej oraz wzajemne oddziaływanie wielu organizmów), czynniki przestrzenne (położenie różnych przedmiotów względem siebie), czynniki antropogeniczne (różne sposoby użytkowania gruntów i oddziaływanie, np. chemizacja, zanieczyszczenie środowiska, budowle itp.). Twory przyrody to: składniki przyrody, które ceni się ze względu na ich wartości poznawcze (naukowodydaktyczne), estetyczne i wychowawcze oraz z uwagi na ich rolę w funkcjonowaniu układów przyrodniczych. Są to: • • • • • • dziko żyjące gatunki roślin i zwierząt, naturalne ekosystemy, resztki dziewiczej przyrody, wybrane krajobrazy naturalne i kulturowe, miejsca występowania cennych gatunków, wybitne obiekty przyrody żywej i nieożywionej. 4 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne Zasoby przyrody to: składniki przyrody (przedmioty i zjawiska), które ludzie użytkują do zaspokajania potrzeb materialnych, jako żywność, leki, surowce i minerały, których ilość jest niemierzalna, ograniczona i może zostać wyczerpana, a których ochrona jest niezbędna do zachowania trwałości i ciągłości użytkowania. Zasoby przyrody można podzielić na: zasoby odnawialne (żywe zasoby, woda, tlen) i zasoby nieodnawialne (surowce mineralne, gleba, przestrzeń). Żywe zasoby przyrody to: ekosystemy, gatunki (roślin i zwierząt), zasoby genowe. Zasoby te mają duże znaczenie praktyczne dla człowieka, ponieważ: • • • dostarczają żywności, leków, drewna, surowców, w toku wytwarzania swojej biomasy kształtują korzystne warunki środowiska przyrodniczego, mają zdolność samoodtwarzania się (mogą być użytkowane w nieograniczonej perspektywie czasowej). 4. DLACZEGO WAŻNA JEST RÓŻNORODNOŚĆ BIOLOGICZNA? Różnorodność biologiczna to sposób uzewnętrzniania się informacji genetycznej tkwiącej w zasobach genowych organizmów na Ziemi; inaczej - rozmaitość form i struktur żywej materii. Rozróżnia się trzy poziomy różnorodności biologicznej: różnorodność wewnątrzgatunkową (genetyczną, populacyjną), różnorodność gatunków, różnorodność ekosystemów. 5 Największa różnorodność biologiczna na Ziemi, występuje w ekosystemach: 1) Deszczowe lasy równikowe (pokrywają ok. 7% powierzchni planety - zawierają prawdopodobnie 90% bogactwa gatunkowego Ziemi), 6 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne 2) Rafy koralowe 3) Zarośla Afryki Południowej - 7300 gatunków roślin. 7 („fynbos”) Znaczenie biosfery: • • różnorodności biologicznej w aspekcie całej zapewnia trwanie procesów ewolucyjnych (zachowanie istniejącej puli genowej), utrzymuje biosferę w stanie względnej równowagi (utrzymanie ciągłości procesów ekologicznych). Różnorodność biologiczna dla człowieka ma istotne znaczenie praktyczne: • • • produkcja żywności (95% pokarmu dla ludności świata zapewnia 30 gatunków roślin), produkcja leków - gatunki roślin wykorzystywane jako surowce farmaceutyczne lub wzorce do produkcji syntetycznej leków), przyszłe wykorzystanie różnorodności gatunkowej w inżynierii genetycznej. Różnorodność biologiczna ma też dla człowieka znaczenie: • • • Etyczne - zachowanie różnorodności gatunkowej ze względów etycznych; Naukowe zrozumienie istoty życia, ewolucji i funkcjonowania biosfery; Estetyczne - zachowanie różnorodności form życia dla doznań emocjonalnych człowieka. Ochrona różnorodności biologicznej może być realizowana jako: • in situ ochrona urzeczywistniana Ochrona w naturalnym środowisku życia chronionego gatunku przez zachowanie niezmienionych warunków środowiskowych oraz zaniechanie pozyskiwania osobników tego gatunku lub dostosowanie rozmiaru i metod pozyskiwania do możliwości ich reprodukcji. Ochronie tej służy tworzenie obszarów np. rezerwatów, parków narodowych, itp. 8 chronionych, Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne • Ochrona ex situ ochrona urzeczywistniana przez przeniesienie roślin lub zwierząt w inne miejsce: do ekosystemu zastępczego, gdzie mogą dalej żyć samodzielnie w warunkach naturalnych, albo do środowiska sztucznie stworzonego, gdzie muszą być otoczone stałą opieką człowieka. Przenoszone mogą być całe osobniki roślin lub ich nasiona, bulwy, kłącza itp. W tego typu ochronie muszą być przestrzegane przepisy prawne i zasady ochrony, dlatego mogą ją podejmować tylko instytucje naukowe, urzędy konserwatorskie i parki narodowe. Przykłady ochrony ex situ Gatunki roślin: Cochlearia polonica Fröhlich (warzucha polska) - endemit polski, który wyginął na naturalnych stanowiskach. Pierwotne stanowisko: okolice Olkusza na Wyżynie Krakowsko-Częstochowskiej (obszar źródliskowy rzeki Białej). Kres występowania – 1994 r. W 1970 r. została przeniesiona na stanowiska zastępcze w źródłach Centurii (potem na 16 dalszych stanowisk). Warzucha polska (Wyżyna Częstochowska – źródła Zygmunta i Elżbiety) 9 Przykłady ochrony ex situ i reintrodukcji (restytucji) gatunków zwierząt • Bison bonasus (żubr europejski) - ostatnie osobniki wyginęły w 1919 r. Reintrodukowany został w Puszczy Białowieskiej. Obecnie białowieska populacja żubrów wynosi 350 sztuk (po stronie polskiej), • Castor fiber (bóbr europejski). W 1974 r. osobniki zagrożonego gatunku przesiedlano na teren całej Polski z fermy bobrów Zakładu Doświadczalnego PAN w Popielnie oraz z naturalnych populacji z Suwalszczyzny. 10 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne PYTANIA KONKURSOWE 1. Zasoby przyrody można podzielić na odnawialne i nieodnawialne. Zaznacz odnawialne zasoby przyrody: a) surowce mineralne, b) tlen, c) żywe organizmy. 2. Wybierz czynniki zagrażające różnorodności biologicznej: a) budowa autostrad, b) tworzenie rezerwatów przyrody, c) rozwój rolnictwa. 3. Powierzchnia lasów równikowych zmniejsza się co rok. Uzasadnij, dlaczego zachowanie lasów równikowych ma znaczenie dla życia na Ziemi. 4. Twory przyrody o szczególnych walorach obejmowane są różnymi formami ochrony. Podaj 2 przykłady takich form ochrony. 5. Wybierz nazwisko naukowca, który wprowadził do nauki termin „biosfera” a) b) c) d) Wiernadski, Mendelejew, Suess, Odum 6. Określ na czym polega ochrona organizmów „ex situ”. 7. Podaj 3 motywy uzasadniające ochronę różnorodności biologicznej na Ziemi. 11 8. Ekologia „głęboka” to: a) nurt współczesnej filozofii, odnoszący się do roli i miejsca człowieka w przyrodzie i do sposobu rozwiązywania problemów ochrony środowiska, b) zjawisko w ekologii populacyjnej, c) silne, ekologiczne zmiany ekosystemów. 9. Powierzchnia raf koralowych zmniejsza się co rok. Powoduje to: a) zmiany chemiczne wód morskich, b) zmniejszenie różnorodności biologicznej ekosystemów morskich, c) zmiany w łańcuchach troficznych ekosystemów morskich 10. Wybierz poprawną odpowiedź. Prawie 95% pokarmu dla ludności świata zapewnia: a) 200 gatunków roślin, b) 30 gatunków roślin, c) 160 gatunków roślin. 12 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne KLUCZ DO PYTAŃ Zadanie: 1. b, c 2. a, c 3. Lasy równikowe dostarczają najwięcej tlenu do atmosfery. Są też siedliskiem o największej różnorodności biologicznej. Przypuszcza się, że może w nich żyć ok. 80% wszystkich gatunków organizmów na Ziemi. 4. Parki narodowe, rezerwaty przyrody, pomniki przyrody, ochrona gatunkowa. 5. c 6. Ochrona ex situ polega na przeniesieniu roślin lub zwierząt w inne siedliska: do ekosystemu zastępczego, gdzie mogą dalej żyć samodzielnie w warunkach naturalnych, albo do środowiska sztucznie stworzonego, gdzie muszą być otoczone stałą opieką człowieka. Przenoszone mogą być całe osobniki roślin lub ich nasiona, bulwy, kłącza itp. Tak hodowane organizmy mogą być później reintrodukowane do naturalnych siedlisk. 7. Motyw gospodarczy, etyczny, estetyczny, naukowy. 8. a. 9. b, c. 10. b. 13 INTERESUJĄCE, CHOĆ NIE ZAWSZE ZNANE FAKTY Czy wiesz, że: • Życie toczyło się w wodach ok. 3 mld lat. • Pierwszymi fotosyntetyzującymi organizmami były prawdopodobnie sinice, podobne do tych, które żyją współcześnie. W historii Ziemi, na przełomach epok geologicznych było 5 okresów, gdy wymierały prawie wszystkie gatunki organizmów. Spowodowane to było prawdopodobnie zderzeniami z Ziemią meteorów i zmianami klimatu. Od czasów Lineusza (1758) opisano i skatalogowano tylko ok. 1,5 mln gatunków organizmów (pomijając wirusy i bakterie). Na Ziemi żyje obecnie prawdopodobnie 5-30 (100) mln gatunków organizmów i istnieje co najmniej 10 tys. typów ekosystemów. • • • 14 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne CZĘŚĆ DRUGA ZAGROŻENIA CYWILIZACYJNE I ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ 1. KTÓRE ZE ZJAWISK UWAŻA SIĘ ZA ZAGROŻENIA GLOBALNE? Termin zagrożenia globalne pojawił się w raporcie sekretarza ONZ U Thanta. Zagrożenia globalne to: zmiany w biosferze, które mają tendencję do rozprzestrzeniania się lub już obejmują duży obszar albo całą Ziemię i wywierają lub mogą wywrzeć silny wpływ na obecne lub przyszłe warunki życia ludzi i innych organizmów, na rozwój gospodarczy i możliwości wyboru sposobów życia. Obecnie do zjawiska: • • • • • • • • • zagrożeń globalnych zalicza efekt cieplarniany i inne zmiany klimatu, niszczenie warstwy ozonowej, zmniejszanie się powierzchni leśnej, pustynnienie, wymieranie gatunków, zanieczyszczenia środowiska, katastrofa ekologiczna, wojna ekologiczna, wojna nuklearna. Ogólne przyczyny zagrożeń globalnych to: • • • • • się eksplozja demograficzna, rewolucja przemysłowa, powszechna urbanizacja, zły system społeczno-gospodarczy, zbrojenia i wojny. 15 następujące Globalne ocieplenie spowodowane wzrostem stężenia w atmosferze gazów: • • • • • • dwutlenku węgla, metanu, chlorofluorowęglowodorów (CFC), hydrofluorowęglowodorów (HCFC), ozonu, pary wodnej. Globalne ocieplenie może spowodować: • • • Topnienie czap lodowych i zwiększenie rozszerzalności termicznej wody, co może spowodować do 2030 r. wzrost poziomu mórz o ok. 8 cm; To zjawisko spowoduje z kolei zwiększoną erozję brzegową i zwiększoną częstość występowania tropikalnych cyklonów; Najbardziej narażone będą kraje nisko położone i gęsto zaludnione, np. Egipt, Bangladesz itp. Wpływ ocieplenia globalnego na naturalne i seminaturalne ekosystemy: • • • • zmniejszy się obszar tundry, zmniejszy się zasięg gorących i chłodnych pustyń, wzrośnie obszar zajęty przez lasy i łąki, granica zasięgu lasów przesunie się na północ i znajdzie się wyżej niż obecnie. Zmiany warstwy ozonowej • • • • Ozon w stratosferze pochłania promieniowanie UV, chroniąc organizmy; Najbardziej niszczące warstwę ozonową są CFC (pochodzące z aerozoli, chłodnic, gaśnic itp.); Freony przedostając się do stratosfery ulegają fotodysocjacji uwalniając atomu chloru; Pojedynczy atom Cl jest tak groźny, bo może być katalizatorem rozkładu ozonu nawet do 100 000 razy, zanim wejdzie w jakiś związek. 16 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne Naturalne i antropogeniczne zmiany warstwy przedstawia schemat zamieszczony poniżej: Źródło: Mannion A.M. 2001. Zmiany Warszawa. 17 środowiska ozonowej Ziemi. PWN. Wzrost stężenia metali ciężkich krążących w przyrodzie • • • • Wzrost stężenia metali ciężkich krążących w przyrodzie to wynik uprzemysłowienia i urbanizacji; Zanieczyszczenia metalami ciężkim pochodzą ze spalania paliw kopalnych, zanieczyszczeń komunikacyjnych oraz działalności kopalń i fabryk produkujących stopy metali; Najbardziej wyraźny jest wzrost stężenia ołowiu; Zatrucie ołowiem niszczy wątrobę, nerki, układ nerwowy, a większe stężenie ołowiu w atmosferze powoduje anemię i opóźnienia w rozwoju dzieci. Biogeochemiczny obieg ołowiu Źródło: Mannion A.M. 2001. Zmiany Warszawa. 18 środowiska Ziemi. PWN. Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne Zakwaszenie środowiska • • • Określenie „kwaśny deszcz” odnosi się do zanieczyszczenia powietrza, ale główny problem dla środowiska stanowią kwaśne osady; Gazy biorące udział w powstawaniu kwaśnych osadów to: • tlenki siarki (SO2), • tlenki azotu (NO2, NO, NOx); W atmosferze gazy te łączą się z rodnikami hydroksylowymi lub tlenem atomowym, tworząc kwasy (katalizatorem jest promieniowanie słoneczne). Powstawanie i depozycja kwaśnych osadów Źródło: Mannion A.M. 2001. Zmiany środowiska Ziemi. PWN. Warszawa. Skutki zakwaszenia ekosystemów Ekosystemy wodne: • Zmiany w populacjach (zwłaszcza ryb) 19 roślin i zwierząt wodnych Ekosystemy lądowe: • Bezpośredni wpływ na roślinność (np. niszczenie lasów w Europie i Ameryce Pn), • Pośredni wpływ na glebę (zwiększona kwasowość gleby, zmniejszona zawartość składników pokarmowych w glebie, uwalnianie się metali ciężkich). Odpady powstające w wyniku działalności człowieka 1) Ścieki i odpady pochodzące z gospodarstw domowych ścieki - zawierają fosforany i azotany, których część trafia do wód drenujących i stanowi główny czynnik sztucznej eutrofizacji, mogący zmieniać ekosystemy wodne; ścieki zawierają też bakterie chorobotwórcze. Metody oczyszczania ścieków: • • • oczyszczanie mechaniczne – przez kraty, sita, chwytacze tłuszczów i sedymentację zawiesin; oczyszczanie chemiczne – dzięki reakcjom substancji zawartych w ściekach ze specjalnie dodanymi substancjami, koryguje się odczyn (neutralizuje), wywołuje koagulację, wytrącanie się, sorpcję itp.; oczyszczanie biologiczne – dzięki działalności mikroorganizmów, które rozkładają makrocząsteczki 2 organiczne na wodę, CO i proste sole mineralne. 2) Inne rodzaje odpadów pochodzące z domowych to: opakowania plastykowe papier, szkło, odpady włókiennicze itp.; gospodarstw i metalowe, Składowanie i neutralizowanie odpadów: • • • głębokie studnie (składowanie odpadów niebezpiecznych), spalanie śmieci ogranicza teren potrzebny na wysypiska, ale wytwarzają się bakterie, które wpływają na odkładanie się rtęci, recykling. 20 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne Recykling – to zbiór i ponowne wykorzystanie odpadów jako surowców wtórnych (już w toku produkcji lub po ich zużyciu). Można go stosować do takich odpadów jak: szkło, papier, aluminium, plastyk, odpady włókiennicze itp. Wyróżnia się dwa rodzaje recyklingu: pierwotny i wtórny; • • Recykling pierwotny - otrzymuje się materiał w tej samej postaci, np. papier, plastyk, Recykling wtórny - przetwarza się materiał wyjściowy w inny, np. ze szmat otrzymuje się papier. Niekonwencjonalne przetwarzanie to np. wykorzystanie ich w sztuce ogrodowej. odpadów Zjawisko pustynnienia Pustynnienie - degradacja ziemi związana ze środowiskiem suchym i półsuchym. szczególnie Definicja zaproponowana przez UNEP (1990) – pustynnienie to: wyrazistość skutków ekonomicznych i społecznych procesów, zarówno naturalnych, jak i sztucznych, 21 zakłócających równowagę gleby, roślinności, powietrza i wody w obszarach narażonych na edaficzną lub klimatyczną suszę. Do pustynnienia przyczyniają się zarówno czynniki naturalne jak i kulturowe. Regiony świata najbardziej podatne na pustynnienie to: • • • • kraje rozwijające się (Afryka, Południowa), południowo-zachodnie stany USA, część południowej Europy, większa część Australii. Azja, Ameryka Główne przyczyny pustynnienia: • • • • uprawa i wypas (nadmierny wypas powoduje utratę gleby, erozję oraz pojawianie się traw i krzewów zarastających obszary łąkowe), źle działający system irygacyjny (może powodować zasolenie), porzucanie ziemi uprawnej wskutek niedoboru wody, bieda. Jednym z głównych narzędzi walki z rozszerzaniem się obszaru pustyń jest sadzenie drzew i innych roślin, które zatrzymują wodę i utrzymują żyzność gleby. Plony z takich plantacji nadają się na drewno opałowe, paszę i żywność. Wpływ środków ochrony roślin na środowisko Dla ochrony roślin uprawnych stosuje się: • • • Chemiczne środki ochrony roślin – pestycydy; Biologiczne środki ochrony roślin – biopestycydy; Rodzaje pestycydów: herbicydy, fungicydy, insektycydy, akarycydy, nematocydy, molustycydy, rodentycydy, regulatory wzrostu. 22 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne Pestycydy są powszechnie używane w krajach rozwiniętych, np. w Wielkiej Brytanii stosuje się ponad 1400 zatwierdzonych pestycydów. Pierwszy z pestycydów - DDT • • DDT - użyty po raz pierwszy w 1941 r. w Szwajcarii dla ochrony plonów przed stonką ziemniaczaną, potem w czasie II wojny światowej do niszczenia wszy. Stosowanie DDT okazało się katastrofalne dla środowiska, gdyż jest to związek trwały i szybko wnikający w łańcuch pokarmowy (akumuluje się w tłuszczach wchodzących w skład tkanek zwierzęcych). Katastrofa ekologiczna, ekologiczna • • • klęska żywiołowa, wojna Katastrofa ekologiczna - drastyczne zmiany środowiska abiotycznego i związanych z nim biocenoz na dużym obszarze, wywołane działalnością człowieka (np. awarie przemysłowe, katastrofy morskie itp.). Klęska żywiołowa - katastrofalne wydarzenie powstałe bez udziału człowieka, np. pożary, powodzie, susza, huragany, wybuchy wulkanów, masowy rozwój owadów itp. Wojna ekologiczna - użycie środków militarnych do niszczenia lasów, upraw, zatruwania wód i wywoływania innych zmian w środowisku, w celu wyniszczenia ludności i pokonania przeciwnika. Po raz pierwszy wojnę ekologiczną na szeroką skalę prowadziła armia amerykańska w Wietnamie (1961-1971) przeciw partyzantom. Stosowano herbicydy i inne środki chemiczne o silnym stężeniu, powodując defoliację, zatrucie gleb i wód. 23 2. IDEA ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU Definicja zrównoważonego rozwoju (Sustainable Development) została po raz pierwszy podana w raporcie „Nasza wspólna przyszłość” przygotowanym pod kierunkiem pani Gro Harlem Brutland przez Światową Komisję Środowiska i Rozwoju ONZ (1987). Zrównoważony rozwój - prawo do zaspokajania aspiracji rozwojowych obecnej generacji, bez ograniczania praw przyszłych pokoleń do zaspokajania potrzeb rozwojowych. Inaczej: Rozwój gospodarczy i cywilizacyjny obecnego pokolenia nie powinien odbywać się kosztem wyczerpywania zasobów nieodnawialnych i niszczenia środowiska, dla dobra przyszłych pokoleń, które też powinny posiadać możliwość korzystania z zasobów dla swego rozwoju. 24 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne PYTANIA KONKURSOWE 1. Wyjaśnij termin „zrównoważony rozwój”, zaproponowany po raz pierwszy w ONZ w 1987 roku. 2. Wymień dwa zjawiska, które można nazwać zagrożeniami globalnymi dla środowiska: a) … b) … 3. Jakie czynniki powodują tzw. „efekt cieplarniany”? a) b) c) d) wzrost stężenia wzrost stężenia duża zawartość wzrost stężenia w w w w atmosferze SO2, atmosferze CO2, środowisku jonów metali ciężkich. atmosferze metanu. 4. Wzrost stężenia jonów metali ciężkich w środowisku jest spowodowany: a) emisjami komunikacyjnymi, b) zmianami warstwy ozonowej w atmosferze, c) emisjami przemysłowymi. 5. Na podstawie przedstawionego schematu opisz, jak powstają „kwaśne deszcze” oraz jak działają na środowisko. 25 6. Jakiego zjawiska dotyczy podany opis: Są to drastyczne zmiany środowiska abiotycznego i związanych z nim biocenoz na dużym obszarze, wywołane działalnością człowieka (np. katastrofy morskie, awarie przemysłowe). 7. Na podstawie przedstawionego schematu omów zjawisko niszczenia warstwy ozonowej w atmosferze. 26 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne 8. Antropogenicznymi przyczynami zjawiska pustynnienia jest: a) b) c) d) nadmierna uprawa lub wypas, złe systemy irygacyjne, sadzenie drzew liściastych, zanieczyszczenia wody 9. Uzasadnij, dlaczego pestycydy chemiczne są groźne dla środowiska. 10. Nazwij opisany proces i uzasadnij jego znaczenie dla środowiska. Jest to zbiór i ponowne wykorzystanie odpadów jako surowców wtórnych (już w toku produkcji lub po ich zużyciu). 11. Wybierz poprawną odpowiedź. W oczyszczaniu ścieków używa się metody: a) recyklingu, b) biologicznej, c) spalania. 27 KLUCZ DO PYTAŃ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Zrównoważony rozwój to prawo do zaspokajania aspiracji rozwojowych obecnej generacji, bez ograniczania praw przyszłych pokoleń do zaspakojania potrzeb rozwojowych. Rozwój gospodarczy i cywilizacyjny obecnego pokolenia nie powinien odbywać się kosztem wyczerpywania zasobów nieodnawialnych i niszczenia środowiska. Np. a) efekt cieplarniany b) pustynnienie b, d a, c „Kwaśne deszcze” powstają wskutek łączenia się z parą wodną w atmosferze SO2 i NOx. Tlenki te są produktami ubocznymi działania zakładów przemysłowych oraz komunikacji samochodowej. „Kwaśne deszcze” działają bezpośrednio na ekosystemy lub wchodzą w reakcje chemiczne z podłożem, tworząc kwaśne osady. Katastrofa ekologiczna Warstwa ozonowa jest niszczona głównie przez uwalniające się z freonów atomy chloru i bromu. Freony wprowadzane są do środowiska wyłącznie przez człowieka, głównie w różnego typu aerozolach. Atomy chloru mogą pozostawać w atmosferze bardzo długo, katalizując rozpad wielu cząsteczek ozonu. Z tego powodu są wyjątkowo groźne dla warstwy ozonowej. a, b Pestycydy chemiczne są groźne dla środowiska, ponieważ tylko znikoma ich część trafia do organizmów, na które mają działać. Pozostała część rozprasza się w środowisku, wnikając do różnych organizmów. W ten sposób dochodzi do kumulacji tych szkodliwych substancji na różnych poziomach troficznych ekosystemów. Substancje te pozostają długo w środowisku, negatywnie działając na organizmy oraz składniki abiotyczne. Recykling b 28 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne INTERESUJĄCE, CHOĆ NIE ZAWSZE ZNANE FAKTY Czy wiesz, że: • • • • Największą górę śmieci (ok. 3 tys. ton), zawierającą związki rtęci odkryto w 1990 r. w pobliżu kambodżańskiego portu morskiego Sihanoukville. Kruszywo zalegające na hałdach pokopalnianych idealnie nadaje się na materiał do budowy dróg. Mechanizm pustynnienia po raz pierwszy zaobserwowano analizując zjawisko znane jako „dust bowl”, które wystąpiło w latach 30-tych w USA - silne burze pyłowe na rozległych obszarach Wielkich Równin. Powodem była długotrwała susza oraz zwiększanie obszaru ziem uprawnych przez ciągnących na zachód farmerów. Odpady są wykorzystywane przez współczesnych artystów. 29 30 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne CZĘŚĆ TRZECIA ORGANIZACJE POZARZĄDOWE I KONWENCJE MIĘDZYNARODOWE W OCHRONIE ŚRODOWISKA 1. ORGANIZACJE MIĘDZYNARODOWE UNESCO - United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization • • • • • • • Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wychowania, Nauki i Kultury - powstała w 1946 r., siedziba w Paryżu; Cel - działanie na rzecz pokoju i bezpieczeństwa międzynarodowego przez rozwijanie oświaty, nauki, kultury i systemów komunikowania oraz współpracę międzynarodową na rzecz przestrzegania praw człowieka; UNESCO wspiera edukację ekologiczną - wydaje kwartalnik międzynarodowy „Connect”; Inicjuje i popiera międzynarodowe programy naukowe, np. Człowiek i biosfera, Global Change; Wydaje kwartalnik „Nature and Resources” w kilku językach; Wypromowała i prowadzi akcję rezerwatów biosfery w skali światowej; Polska jest członkiem UNESCO od początku jej istnienia, brała udział w jednej z akcji - ratowaniu starożytnych świątyń egipskich w Abu Simbel. 31 UNEP - United Nations Environment Programme • • • Program Ochrony Środowiska Narodów Zjednoczonych; Specjalistyczna agenda ONZ ds. ochrony środowiska w skali międzynarodowej i globalnej; Utworzony w 1972 r., ma siedzibę w Kenii (Nairobi). Zadania UNEP: • • • • • • Inicjowanie i wspieranie działań rządów i organizacji międzynarodowych oraz prowadzenie własnej działalności w zakresie oceny stanu środowiska, organizacji badań i monitoringu, Tworzenia prawa i ustalanie norm środowiskowych, Organizacja i utrzymywanie międzynarodowych systemów informacyjnych (Earthwatch), Organizacja zarządzania środowiskiem, Organizacja rozwoju technologii ochronnych, Szkolenie kadr dla ochrony środowiska. Światowa Unia Ochrony Przyrody (IUCN) • Od 1988 r. pod nazwą Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody i Zasobów Naturalnych; 32 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne • • • • Powstała w 1948 r., liczy ok. 700 członków z ponad 100 krajów (rządy państw, instytucje państwowe, organizacje pozarządowe, indywidualni uczeni i eksperci); Siedziba mieści się w Gland w Szwajcarii; Najpoważniejsza organizacja międzynarodowa zajmująca się ochroną zasobów naturalnych, gatunków, ekosystemów i obszarów o cennej przyrodzie. Stałe komisje: ochrony zagrożonych gatunków, parków narodowych i obszarów chronionych, ekologii, planowania środowiskowego, polityki środowiskowej, prawa i administracji, edukacji środowiskowej; IUNC: • • • • • • prowadzi Światowe Centrum Monitoringu Przyrody w Cambridge; ustala kategorie zagrożenia gatunków; publikuje czerwone księgi, opracowuje światową strategię ochrony przyrody, popiera, wspomaga i inicjuje działania rządów i organizacji międzynarodowych oraz udziela pomocy intelektualnej w tworzeniu prawa, programów nauczania i planów działania w zakresie ochrony przyrody, koordynuje współpracę między parkami narodowymi. Światowy Fundusz Ochrony Przyrody Założony w 1961 r., od 1989 r pod nazwą Światowy Fundusz na rzecz Dzikich Zwierząt - World Wildlife Fund (WWF). Jest to międzynarodowa organizacja pozarządowa, działająca 33 na rzecz ochrony ginących gatunków lub wyjątkowo cennych obszarów i gromadząca fundusze na te cele. • • • Początek funduszowi dały dzieci w Wielkiej Brytanii zbierając we wrześniu 1961 r. 70 tys. funtów na ratowanie ginących zwierząt; W tym samym roku WWF przekształcił się w organizację międzynarodową z siedzibą w Gland (Szwajcaria); WWF sfinansował ponad 5 tys. projektów w 130 krajach kosztem 130 mln dolarów – kupowano grunty i tworzono rezerwaty lub parki narodowe, prowadzono hodowlę ginących gatunków zwierząt, organizowano służby ochrony przyrody i szkolono ich pracowników. 2. WYBRANE EKOLOGICZNE ORGANIZACJE SPOŁECZNE Greenpeace • • • Międzynarodowa organizacja ekologiczna powstała w 1971 r. w Vancouver (Kanada). Zasłynęła wieloma głośnymi akcjami w obronie środowiska przyrodniczego Ziemi, zwłaszcza oceanów i mórz. Jej główne hasło to: „Żeby był pokój i żeby Ziemia była zielona”. • Kampanie Greenpeace obejmują 6 głównych obszarów ochrony środowiska: • ochronę lasów i lasów deszczowych, • ochronę środowiska morskiego (waleni, fok, żółwi morskich), • likwidację broni nuklearnej oraz odpadów toksycznych i promieniotwórczych, 34 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne globalne ocieplenie i zmiany klimatyczne (ochronę Antarktydy), • energię, • organizmy zmodyfikowane genetycznie. Biura Greenpeace znajdują się w 40-stu krajach świata. Aby zachować niezależność Greenpeace nie przyjmuje dotacji od rządów, partii politycznych i korporacji. Jej działania są finansowane dzięki wsparciu indywidualnych darczyńców. • • Przykłady najważniejszych kampanii: • • • 1971 - grupa aktywistów na wynajętym kutrze wyrusza na morze , aby zaprotestować przeciwko testom broni jądrowej , prowadzonym przez rząd USA u wybrzeży Alaski. Ich hasłem było „Let’s make it a green peace”. W taki sposób powstaje organizacja Greenpeace; 1972 - pierwsza akcja przeciwko francuskim testom jądrowym w rejonie południowego Pacyfiku (testy przerwano w 1975); 1975 - pierwsza akcja przeciwko połowom wielorybów, aktywiści Greenpeace pojawili się na pontonach pomiędzy wielorybami i harpunami wielorybników. Liga Ochrony Przyrody Zjazd organizacyjny Ligi Ochrony Przyrody odbył 9 stycznia 1928 r. w Warszawie (Uniwersytet Warszawski). się Inicjatorem utworzenia w Polsce organizacji społecznej, która zajmowałaby się ochroną przyrody był prof. Władysław Szafer – przewodniczący Państwowej Rady Ochrony Przyrody. 35 W trakcie swojej długoletniej działalności o realizację kilku podstawowych celów: • • • • • • • • • • • • LOP zabiegał rozwijanie edukacji ekologicznej – Liga zawsze przywiązywała wagę do kształtowania świadomości ekologicznej wśród młodzieży domagając się wprowadzenia do programów nauczania treści o ochronie przyrody, a także postulując wprowadzenie do nauczania przedmiotu „ochrona środowiska” lub „człowiek i środowisko przyrodnicze”, przyspieszanie realizacji polityki ekologicznej Państwa – zasady zrównoważonego rozwoju powinny być wprowadzane w każde działanie w Państwie, tworzenie nowych parków narodowych oraz tworzenie otulin dla wszystkich parków narodowych, zwiększenie lesistości Polski do 30% – obecna lesistość kraju wynosi około 23% i taki stan jest w dużej mierze zasługą LOP, która organizuje Dni Lasu i Zadrzewień, ochrona krajobrazu – Liga postuluje, aby ochroną prawną objęto zostało 35% powierzchni kraju, popularyzowanie wiedzy o przyrodzie i jej ochronie, zachęcanie do podejmowania i wykonywania społecznie prac na rzecz środowiska przyrodniczego, inicjowanie oraz inspirowanie działań na rzecz środowiska przyrodniczego, czuwanie nad przestrzeganiem prawa ochrony przyrody, zbieranie funduszy na wykup cennych przyrodniczo obszarów, w celu utworzenia na nich rezerwatów przyrody, kampanie i akcje okolicznościowe – takie jak: „AntyPET”, „Świat, który nie może zginąć”, „STOP-wypalaniu traw”, prace społecznie użyteczne – co roku członkowie Ligi zalesiają tysiące hektarów ziemi. Wydawnictwa LOP to np.: • • 1933 – pierwszy numer czasopisma „Wiadomości Ligi Ochrony Przyrody”, 1957 – pierwszy numer „Przyrody Polskiej”, 36 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne • • • 1958 – pierwszy numer „Biuletynu”, Liga wydaje broszury, ulotki, plansze, kalendarze (rocznie ok. 30- 40 tytułów), „Wpływ zanieczyszczeń powietrza na roślinność”, „Poradnik do nauczania ochrony przyrody w szkole podstawowej” inne. Polskie Towarzystwo Ochrony Przyrody „Salamandra” • • • • • Polskie Towarzystwo Ochrony Przyrody „Salamandra” jest pozarządową organizacją pożytku publicznego, powstałą w roku 1993. Celem działania PTOP „Salamandra” jest konserwatorska ochrona przyrody – flory, fauny, ekosystemów i krajobrazów oraz szeroko pojęta edukacja przyrodniczo-ekologiczna; działalność wydawnicza: Magazyn Przyrodniczy „Salamandra”; działalność edukacyjna: prelekcje w Ośrodku Edukacji Przyrodniczej w Poznaniu, terenowe zajęcia edukacyjne, konkursy przyrodnicze dla uczniów, konkursy fotografii przyrodniczej FOTO-EKO; działalność konserwatorska: ochrona nietoperzy na terenie Polski zachodniej i północnej, ochrona Rezerwatu Buczyna Szprotawska, reintrodukcja popielicy w Polsce północno-zachodniej, ochrona gniewosza plamistego w Polsce Środkowej; fundusze: darowizny, składki członkowskie. 37 Klub Przyrodników • • • • • Powstał w 1983r. Do 2001 r. nosił nazwę Lubuskiego Klubu Przyrodników. Dwa główne nurty działalności Klubu to ochrona przyrody i edukacja. Pracownia Ochrony Przyrody Klubu prowadzi inwentaryzacje przyrodnicze gmin i większych obszarów, opracowuje dokumentacje i plany ochrony rezerwatów, parków krajobrazowych i innych obszarów oraz różnego rodzaju ekspertyzy i opinie przyrodnicze. Inne działania to np. wykupywanie gruntów i tworzenie „prywatnych” rezerwatów przyrody, konferencje szkoleniowe z cyklu „Ochrona przyrody na szczeblu lokalnym”, ogólnopolskie sesje naukowe o tematyce dotyczącej różnych aspektów ochrony przyrody, działalność wydawnicza (publikacja ogólnopolskiego kwartalnika naukowego „Przegląd Przyrodniczy” oraz serii „Monografie przyrodnicze”. Ważnym aspektem działalności jest współpraca z administracją lokalną. Fundusze: składki członkowskie, środki przekazywane przez różne instytucje, fundacje i osoby prywatne oraz z działalności gospodarczej. 3. MIĘDZYNARODOWE KONWENCJE DOTYCZĄCE OCHRONY ŚRODOWISKA Międzynarodowe konwencje są jedną z form międzynarodowego prawa ochrony przyrody i środowiska. 38 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne • • Zawierane konwencje dotyczą nie tylko problemów ekologicznych, lecz także gospodarczych, naukowych, kulturalnych i innych. Konwencje są kompromisem między różnymi interesami i poglądami. Przykłady konwencji Konwencja o międzynarodowym handlu dzikimi zwierzętami i roślinami gatunków zagrożonych wyginięciem, CITES (konwencja waszyngtońska) zawarta w 1973 r. w Waszyngtonie. Ratyfikowana przez Polskę w 1989 r. • • • • Konwencja podnosi znaczenie dzikich zwierząt i roślin, tworzy atmosferę moralnego potępienia dla procederu ich nielegalnego pozyskiwania i sprzedawania. CITES to Konwencja międzynarodowa sygnowana przez ponad 160 państw. Jej podstawą są trzy listy gatunków, czyli TRZY ZAŁĄCZNIKI. Handel gatunkami z listy CITES jest zabroniony lub wymaga ZEZWOLEŃ. ZAŁĄCZNIKI CITES: • • • gatunki zagrożone wymarciem (załącznik 1), gatunki, które mogą zostać zagrożone wymarciem (załącznik 2), gatunki objęte kontrolą CITES na wniosek danego państwa (załącznik 3). Konwencja o kontroli transgranicznego przemieszczania niebezpiecznych odpadów i ich unieszkodliwiania - konwencja bazylejska • • Zawarta w 1989 r. w Bazylei (Szwajcaria), ratyfikowana przez Polskę w 1992 r.. Zobowiązuje państwa do: • tworzenia prawa umożliwiającego kontrolę eksportu i tranzytu niebezpiecznych odpadów i tworzenia służb wykonujących tę kontrolę, 39 • • zapobiegania i przeciwdziałania nielegalnemu przemieszczaniu odpadów przez granicę, wymiany informacji i współdziałania z innymi państwami. Konwencja o obszarach wodno-błotnych mających znaczenie międzynarodowe, zwłaszcza jako środowisko życiowe ptactwa wodnego – konwencja ramsarska • • • • • Zawarta w 1971 r. w Ramsar (Iran), ratyfikowana przez Polskę w 1978 r. Zwraca uwagę na znaczenie obszarów wodno-błotnych jako regulatorów stosunków wodnych i środowiska życia charakterystycznej flory i fauny, na ich zagrożenie i konieczność skoordynowanej akcji międzynarodowej dla ich ochrony, Zobowiązuje do oszczędzania takich obszarów w działalności gospodarczej, do ich ochrony przez tworzenie rezerwatów. Konwencja wymaga, aby każde państwo wyznaczyło i poddało ochronie co najmniej jeden obszar wodnobłotny o międzynarodowym znaczeniu. Polska zgłosiła do tego spisu 8 takich obszarów: rezerwaty – Słoński i Łuknajno, jeziora Karaś i Świdwie, Jezioro Siedmiu Wysp, Stawy Milickie oraz parki narodowe – Biebrzański i Słowiński. Konwencja o ochronie środowiska morskiego obszaru Morza Bałtyckiego – konwencja helsińska • • • Zawarta w Helsinkach (Finlandia) w 1974 r., ponownie w 1992 r., ratyfikowana przez Polskę w 1980 r. Konwencja reguluje sprawy badań stanu środowiska Bałtyku oraz jego ochrony przez poszczególne kraje i we współpracy międzynarodowej. Główna idea konwencji to poprawa czystości wód przez ograniczenie dopływu zanieczyszczeń z lądu i wykluczenie zanieczyszczania morza przez statki (są opracowywane programy poprawy stanu środowiska Bałtyku). 40 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne PYTANIA KONKURSOWE 1. Wymień jedną konwencję międzynarodową dotyczącą ochrony środowiska. 2. Podaj pełną nazwę organizacji, której logo znajduje się poniżej. Opisz, czym zajmuje się ta organizacja. 3. Konwencja waszyngtońska (CITES) dotyczy: a) tworzenia rezerwatów dla ochrony zagrożonych w skali światowej gatunków b) zakazu wywozu okazów gatunków zagrożonych c) planów ochrony populacji gepardów KLUCZ DO PYTAŃ 1. Np. Konwencja o obszarach wodno-błotnych mających znaczenie międzynarodowe, zwłaszcza jako środowisko życiowe ptactwa wodnego - konwencja ramsarska. 2. Światowy Fundusz Ochrony Przyrody 3. b. 41 INTERESUJĄCE, CHOĆ NIE ZAWSZE ZNANE FAKTY Czy wiesz, że: • • W połowie lat 70-tych indiański szaman plemienia Kri użycza Greenpeace określenia „Wojownicy Tęczy”. Do roślin z list CITES należą: storczyki, kaktusy, sagowce, rośliny owadożerne. 42 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne CZĘŚĆ CZWARTA CZYNNIKI ABIOTYCZNE I BIOTYCZNE ŚRODOWISKA WYKORZYSTYWANE W JEGO OCHRONIE 1. ENERGIA ODNAWIALNA Zanieczyszczenie środowiska związane ze spalaniem paliw kopalnych sprawiło, że poszukuje się takich źródeł energii elektrycznej, które byłyby przyjazne dla środowiska. Najczęściej wykorzystywana jest energia wiatru oraz energia słoneczna. Energię wiatru wykorzystują elektrownie wiatrowe, które przy pomocy generatorów (turbin wiatrowych), przetwarzają ją na energię elektryczną. Takie elektrownie uważane są za neutralne dla środowiska. Nie jest to do końca prawda. Elektrownie wiatrowe nie wydzielają toksycznych gazów, ani nie stanowią groźby przedostania się do środowiska pierwiastków radioaktywnych. Mimo to, ich wpływ na środowisko, też może być negatywny. Wiadomo już, że mogą one niekorzystnie oddziaływać na: • • • • krajobraz w danym regionie, ptaki, nietoperze i zwierzęta morskie, mikroklimat, ludzi, wskutek wytwarzania wibracji i hałasu. Energia słoneczna jest coraz częściej wykorzystywana w kolektorach słonecznych i ogniwach fotowoltaicznych. Kolektory słoneczne służą do konwersji promieniowania słonecznego na ciepło. Ogniwa fotowoltaiczne zmieniają energię słoneczną w energię elektryczną. Urządzenia te można wykorzystywać w domach, aby częściowo lub całkowicie wyeliminować korzystanie z energii elektrycznej oraz ciepła pozyskiwanych w elektrowniach konwencjonalnych. 43 2. MIKROORGANIZMY W OCHRONIE ŚRODOWISKA Mikroorganizmy (bakterie, grzyby) używane są przede wszystkim w procesach oczyszczania ścieków, bioindykacji oraz wytwarzania nieszkodliwych dla środowiska biopestycydów. Oczyszczanie ścieków Poza mikroorganizmami używanymi w złożach biologicznych w oczyszczalniach ścieków, wykorzystuje się do oczyszczania ścieków właściwości niektórych mikrogrzybów. Szczepy grzybów z rodzaju Trichoderma, Mucor, Metarhizium mogą być wykorzystywane do biodegradacji substancji toksycznych, zwłaszcza związków zakłócających prawidłowe funkcjonowanie układów hormonalnych u ludzi i zwierząt. Do takich związków należą środki ochrony roślin, np. DDT, alachlor, endosulfan oraz zanieczyszczenia pochodzenia przemysłowego, np. bisfenol A, nonylofenol i inne. Bioindykacja Bioindykacja to metoda oceny stanu środowiska lub właściwości jakiegoś czynnika środowiskowego przy użyciu żywych organizmów. Organizm, którego obecność (lub zanik) w określonym miejscu albo forma wzrostu, sposób zachowania się lub specyficzna reakcja informują o działaniu jakiegoś czynnika środowiskowego, o jego natężeniu lub o ogólnym stanie środowiska nazywamy bioindykatorem. Przykłady bioindykatorów 1. Najczęściej do bioindykacji czystości powietrza używa się porostów. Są to organizmy bardzo wrażliwe na zanieczyszczenie powietrza SO2. Istniej tzw. skala porostowa, która może być wykorzystywana do oceny zanieczyszczenia tym gazem. 2. Wiele roślin wykazuje preferencje co do odczynu gleby lub zawartości w glebie określonych pierwiastków. Mogą one też być używane do wstępnej oceny stanu środowiska. 44 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne Przykłady: gleby kwaśne zasiedlają takie gatunki, jak np. borówka brusznica (Vaccinium vitis-idaea), szczaw polny (Rumex acetosella), wrzos zwyczajny (Calluna vulgaris), żurawina błotna (Oxyococcus palustris). O dużej zawartości azotu w glebie świadczy obecność np. pokrzywy zwyczajnej (Urtica dioica). Mikrogrzyby – bioindykatory Mikrogrzyby mogą być głównie stosowane jako bioindykatory stanu wód. Monitoring ekosystemów wodnych jest w sferze zainteresowania wielu kierunków nauki i praktyki, np. hydrologii i hydrobiologii, wykorzystania wód w celach gospodarczych, przemysłowych, rekreacyjnych. Mikrogrzybami o właściwościach bioindykacyjnych są drożdże i grzyby drożdżopodobne. Zróżnicowanie gatunkowe drożdżaków w wodach zależy w znacznym stopniu od czystości wody. Grzyby te najobficiej występują w wodach eutroficznych, szczególnie silnie zanieczyszczonych, poddanych silnej antropopresji, ponieważ mogą tolerować duże ilości zanieczyszczeń. Niektóre gatunki z rodzajów: Candida, Rhodotorula, Trichosporon występują wyłącznie w ekosystemach wodnych, zdegradowanych. Wszystkie te mikrogrzyby mogą rozkładać np. metanol, glicerol, fenole, kwas octowy i mlekowy. Produkty rozkładu włączają we własny obieg przemian biochemicznych. Niektóre z tych grzybów są związane z roślinami wodnymi i wspomagają procesy wychwytywania metali ciężkich (Pb, Cd, Hg, Zn, Ni). Pierwszym gatunkiem zaproponowanym do oceny jakości wód była Candida albicans. Gatunek ten okazał się bardzo dobrym bioindykatorem wody pitnej, dając bardziej miarodajną ocenę, niż przy zastosowaniu miana coli. Drugim gatunkiem, reagującym jak typowy bioindykator, bardzo często notowanym w ściekach komunalnych jest Trichosporon cutaneum. Biologiczne pestycydy Stosowane od kilkudziesięciu lat na całym świecie pestycydy chemiczne, wpływają negatywnie na środowisko przyrodnicze. Dlatego obecnie poszukuje się możliwości wykorzystania 45 żywych organizmów do walki ze szkodnikami upraw. Organizmy te pozwalają tworzyć tzw. biopestycydy, które nie mają tak groźnego wpływu na środowisko. Biopestycydy tworzone są z dwóch rodzajów organizmów. 1) Zmodyfikowane genetycznie szczepy bakterii, zdolne do zwalczania, np. owadów. Rozwój genetyki molekularnej, a zwłaszcza odkrycie enzymów restrykcyjnych i metody PCR, pozwalają na tworzenie wciąż nowych organizmów genetycznie zmodyfikowanych, które mogą skutecznie zastąpić chemiczne pestycydy. Przykładem takiego biopestycydu jest bioinsektycyd Bt (preparaty ze zmodyfikowanych bakterii Bacillus thuringiensis), patogenny dla owadów. Bt wykorzystywany pierwotnie do zwalczania owadzich szkodników bawełny jest obecnie używany często do niszczenia różnych owadów. Organizmy genetycznie zmodyfikowane Według Art. 3 Ustawy z dnia 22 czerwca 2001 r. o organizmach genetycznie zmodyfikowanych (Dz. U. Nr 76 poz.811), GMO (ang. genetically modified organism) to: „organizm inny niż organizm człowieka, w którym materiał genetyczny został zmieniony w sposób nie zachodzący w warunkach naturalnych wskutek krzyżowania lub naturalnej rekombinacji”. Modyfikacje, jakim poddaje się organizmy można podzielić na trzy grupy: 1. zmieniona zostaje aktywność genów naturalnie występujących w danym organizmie (modyfikacja pomidora w 1994r. zapobiegająca przedwczesnemu mięknięciu), 2. do organizmu wprowadzone zostają dodatkowe kopie jego własnych genów (zwiększenie mleczności i przyrostu masy zwierząt), 3. wprowadzany gen pochodzi z organizmu innego gatunku. 46 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne Rośliny modyfikuje się w celu: • • • • uodpornienia roślin na działanie niekorzystnych warunków, np. wszczepienie genu flądry arktycznej do genomu ziemniaka, uodpornienie roślin na działanie wirusów, bakterii i grzybów, np. uodpornienie tytoniu na wirus mozaiki tytoniowej, uodpornienie roślin na herbicydy, uodpornienie roślin na owady, np. słoneczniki, które same syntetyzują insektycydy. Zwierzęta modyfikuje się w celu: • intensyfikacji procesu wzrostu i produkcji mleka, uzyskania zwierząt jako „bioreaktorów” produkujących białka niezbędne w leczeniu. Najczęściej wykorzystywane są zwierzęta mleczne, takie jak kozy, krowy owce, gdyż wydzielają z mlekiem pożądane białka (antytrombina – czynnik krzepliwości krwi, erytropoetyna – leczenie anemii, antytrypsyna – leczenie rozedmy płuc, • uzyskania odporności na choroby, • uzyskania dawcy narządów, • hodowli, np. fluorescencyjne rybki atrakcyjne dla akwarystów. Zagrożenia, jakie mogą powodować GMO • • • • • DNA chloroplastów pojawiło się w komórkach limfocytów zwierząt karmionych paszami GMO, Istnieje ryzyko alergenności, aktywności wewnątrzustrojowej nowych białek, Możliwość stworzenia nowego alergenu wywołującego alergie pokarmową niebezpieczną dla zdrowia ludzi, Groźba „ucieczki” GMO do naturalnego środowiska i jego konkurowanie z naturalną fauną i florą, Transplantacje organów zwierząt do organizmu człowieka mogą spowodować przeniesienie nieznanych dotąd chorób, 47 • Zmniejszenie różnorodności gatunków żywiących się szkodnikami upraw. 2) Drugim rodzajem organizmów jakie wykorzystuje się do tworzenia biologicznych pestycydów są mikrogrzyby, naturalnie pasożytujące na owadach i doprowadzające do ich śmierci. Grzyby owadobójcze można znaleźć wśród wielu grup systematycznych grzybów. Jednak większość wykorzystywanych praktycznie w walce z owadami to przedstawiciele rzędu gruzłakowców (należących do workowców) i owadomorkowców (należących do sprzężniaków). Grzyby te najczęściej występują w przyrodzie w stanie bezpłciowym, rozmnażając się poprzez zarodniki konidialne. Zarodniki te o specjalnych przystosowaniach morfologicznych przedostają się na ciała owadów, wnikają do ich wnętrza i tam rozrastają w grzybnię, która żywi się ciałem owada, doprowadzając w końcu do jego śmierci. W Polsce i na terenie UE dopuszczony jest obecnie jako biopestycyd jeden preparat o nazwie Preferal, stworzony na bazie grzyba owadobójczego Isaria fumosorosea. 48 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne PYTANIA KONKURSOWE 1. Elektrownie konwencjonalne i elektrownie jądrowe mogą stanowić zagrożenie dla środowiska. Podaj przykład wytwarzania energii w inny sposób. 2. Energia słoneczna jest niezbędnym elementem dla życia organicznego na Ziemi. Podaj sposób wykorzystania energii słonecznej w gospodarce człowieka, zmniejszający zagrożenia dla środowiska. 3. Uzasadnij, dlaczego enzymy restrykcyjne stały się kluczem do poznania genomów oraz klonowania genów. 4. Wymień 3 rekombinowane białka lecznicze, produkowane w skali przemysłowej przez skonstruowane, transgeniczne organizmy (np. bakterie, drożdże, rośliny). 5. Wymień 5 znanych przykładów skonstruowanych transgenicznych drobnoustrojów, roślin, zwierząt, które znalazły niekwestionowane zastosowanie praktyczne lub naukowe. 49 KLUCZ DO PYTAŃ 1. 2. 3. 4. 5. Przykład: z energii słonecznej, energii geotermicznej, biomasy. Przykład: kolektory słoneczne, ogniwa fotowoltaiczne. Enzymy restrykcyjne przecinają nić DNA w miejscu wyznaczonym przez specyficzną sekwencję DNA. Ma to kluczowe znaczenie dla poznania sekwencji DNA organizmów oraz tworzenia organizmów zmodyfikowanych genetycznie. Przykłady białek produkowanych przez organizmy transgeniczne: insulina, antytrombina, erytropoetyny, lakoferytyna. Przykłady organizmów transgenicznych: soja odporna na działanie glikofosatu, pomidory o większej trwałości, tytoń odporny na herbicydy, ziemniaki odporne na mrozy, słoneczniki produkujące insektycydy. 50 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne INTERESUJĄCE, CHOĆ NIE ZAWSZE ZNANE FAKTY Czy wiesz, że: • • • • „Pustynia porostowa” – to obszar, na którym nie występują listkowate i krzaczkowate, będące dobrymi bioindykatorami zanieczyszczenia powietrza. Takie obszary występują najczęściej w centrach miast, gdzie zanieczyszczenia SO2 jest duże. Polski knurek transgeniczny przyszedł na świat we wrześniu 2003 r. Gen wszczepiony śwince ma za zadanie zniesienia bariery immunologicznej pomiędzy świnią a człowiekiem, tym samym umożliwiając przeszczep organów. Naturalnym zbiornikami grzybów potencjalnie chorobotwórczych są biotopy bogate w węglowodany i inne związki organiczne różnego pochodzenia, jak np. gleba, martwe szczątki roślinne i zwierzęce, wody silnie eutroficzne, rozkładające się pokarmy, owoce i nasiona, gumy i soki roślinne. W ostatnich latach zaobserwować można zainteresowanie wtórnymi zanieczyszczeniami pochodzenia komunikacyjnego, takimi jak ozon czy azotan peroksyacetylu. Do oceny poziomu zawartości ozonu w powietrzu wykorzystuje się specjalne odmiany tytoniu, a także koniczynę białą. Na liście roślin wskaźnikowych dla ozonu i azotanu peroksyacetylu znajdują się między innymi: fasola zwyczajna, ziemniak, pomidor czy ogórek. Grupa gatunków drzew posłużyła do opracowania skali dla oceny zanieczyszczenia emisjami przemysłowymi. Do oceny występowania tzw. kwaśnych deszczy używa się drzew iglastych, określając ich stopień uszkodzeń i deformacji. 51 52 Ekomłodzież – konkurs ekologiczny. Materiały dydaktyczne BIBLIOGRAFIA Organizmy pożyteczne w strategiach biologicznego zwalczania – grzyby owadobójcze. Studia Augustyniuk-Kram A. 2010. Ecologiae et Bioethicae. 8,1. Barbusiński K. 1993. Leksykon biotechnologii środowiskowej. PWN. Warszawa. B., Session G. 1994. Ekologia głęboka. Żyć w przekonaniu, iż Natura coś znaczy. Wydawnictwo Pusty Obłok. Devall Warszawa. Długoński J. 2014. wykorzystywanych i posterów. Złożone oblicza grzybów mikroskopijnych przez człowieka. Streszczenia referatów Warsztaty Polskiego Towarzystwa Mykologicznego „Grzyby kluczowe organizmy dla życia na Ziemi”. Łódź – Spała 2014. Dynowska M, Biedunkiewicz A., Ejdys E., Sucharzewska E., Kubiak D. Propozycje zastosowania wybranych mikrogrzybów w Diagnozowanie Stanu monitoringu ekosystemów wodnych. 2013. Środowiska. Metody Badawcze-Prognozy. 7: 95-102. Kozłowski S. 1994. Droga do ekorozwoju. PWN. Warszawa. Mannion A. M. 2001. Zmiany środowiska Ziemi. PWN. Warszawa. Olaczek R. 1998. Przyroda Polski pod ochroną. Wydawnictwo LOP.Warszawa. Olaczek R. 1999. Ochrona przyrody i środowiska. Słownik Szkolny. WSiP. Warszawa. Stępczak K. 1995. Ochrona i kształtowanie środowiska. WSiP. Warszawa. Weiner Zdjęcia J. 2004. użyte Życie w i ewolucja opracowaniu biosfery. PWN. pochodzą Warszawa. ze strony www.freeimages.com lub z innych źródeł, niewymagających atrybucji. 53 54
