229_Zanieczyszczenia..
advertisement
Materiały pochodzą z Platformy Edukacyjnej Portalu www.szkolnictwo.pl Wszelkie treści i zasoby edukacyjne publikowane na łamach Portalu www.szkolnictwo.pl mogą być wykorzystywane przez jego Użytkowników wyłącznie w zakresie własnego użytku osobistego oraz do użytku w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. Kopiowanie, wprowadzanie zmian, przesyłanie, publiczne odtwarzanie i wszelkie wykorzystywanie tych treści do celów komercyjnych jest niedozwolone. Plik można dowolnie modernizować na potrzeby własne oraz do wykorzystania w szkołach podczas zajęć dydaktycznych. SPIS TREŚCI 1. Podstawowe pojęcia. 2. Źródła zanieczyszczeń naturalnych. 3. Źródła zanieczyszczeń sztucznych. 4. Rodzaje zanieczyszczeń atmosfery. 5. Współczesne zagrożenia atmosfery. 6. Współczesne zagrożenia atmosfery c.d. 7. Współczesne zagrożenia atmosfery c.d. 8. Współczesne zagrożenia atmosfery c.d. 9. Współczesne zagrożenia atmosfery c.d. 10.Współczesne zagrożenia atmosfery c.d. 11.Współczesne zagrożenia atmosfery c.d. 12.Współczesne zagrożenia atmosfery c.d. 13. Zanieczyszczenie powietrza w Polsce. 14.Wpływ zanieczyszczeń powietrza na zdrowie człowieka. 15.Wpływ zanieczyszczeń powietrza na przyrodę ożywioną. 16.Wpływ zanieczyszczeń powietrza na przyrodę nieożywioną. 17.Skutki niszczenia lasów równikowych. 18.Zapobieganie zanieczyszczeniom i ich skutkom. 19.Bibliografia i netografia. 1. PODSTAWOWE POJĘCIA 1. ATMOSFERA – element środowiska, będący mieszaniną gazów o następującym składzie: azot (78,084% objętości powietrza), tlen (20,946%), Planeta argon (0,934%), ZIEMIA dwutlenek węgla (0,0385%), gazy szlachetne (hel, neon, krypton i ksenon) – śladowe ilości. Składa się z następujących warstw (licząc od dołu): troposfera stratosfera mezosfera jonosfera egzosfra Ze względu na przemieszczanie się mas powietrza atmosfera jest szczególnie podatna na łatwe rozprzestrzenianie się zanieczyszczeń na duże odległości. Zanieczyszczenia atmosfery mają wpływ na degradację pozostałych elementów środowiska. 1. ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA – fizyczne i chemiczne zmiany atmosfery, naturalne lub wywołane gospodarczą działalnością człowieka, które wpływają na stopień wykorzystania powietrza przez istoty żywe w procesach biologicznych. zanieczyszczenia naturalne – wywołane czynnikami przyrodniczymi, zanieczyszczenia sztuczne – wywołane działalnością człowieka. 1. ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ NATURALNYCH 1. ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ SZTUCZNYCH 1. RODZAJE ZANIECZYSZCZEŃ ATMOSFERY 1. Zanieczyszczenia gazowe i pary związków chemicznych: tlenek węgla (CO) i dwutlenek węgla (CO2), dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu, amoniak (NH3), węglowodory, spaliny samochodowe, smog. 2. Cząstki stałe organiczne i nieorganiczne: popiół, sadza, pyły z produkcji cementu, azbest, pyły metalurgiczne. 3. Kropelki cieczy: kwasów, zasad, rozpuszczalników. 4. Mikroorganizmy odbiegające składem lub ilością od naturalnej mikroflory powietrza: wirusy, bakterie, grzyby. 1. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA ATMOSFERY 1. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA ATMOSFERY CD. GAZY PRZEMYSŁOWE I PYŁY Czynnikami powodującymi wyzwalanie do atmosfery tlenków węgla, siarki i azotu są: procesy produkcyjne w zakładach przemysłowych, spalanie paliw kopalnych (węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny), sztuczne nawożenie pól, spaliny samochodowe, elektrociepłownie, gospodarstwa domowe ogrzewane węglem. Siarka występuje w powietrzu w postaci związków siarki: kwas siarkowy (H2SO4), siarczany metali, dwutlenek siarki (SO2)– bezbarwny, silnie toksyczny gaz. Azot – występuje w postaci: siarka tlenków azotu (NOX), kwasu azotowego (HNO3), powstającego w wyniku połączenia tlenków z parą wodną. Większość związków azotu występuje naturalnie w atmosferze jednak ich nadmiar powstający w wyniku działalności człowieka jest szkodliwy. Tlenek węgla czyli czad (CO) – silne własności toksyczne, nie ma smaku ani zapachu, łatwo rozprzestrzenia się w atmosferze. Łącząc się z hemoglobiną, blokuje przenoszenie tlenu. Dwutlenek węgla (CO2) - podobnie jak tlenek, powstaje wskutek spalania, a także wymiany gazowej. Nie jest szkodliwy, gdy jest w małych ilościach zaś dużych przyczynia się do powstania efektu cieplarnianego. Węglowodory - pojawiają się w powietrzu w wyniku spalania ropy naftowej, węgla i tytoniu. 1. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA ATMOSFERY CD. KWAŚNE OPADY („KWAŚNE DESZCZE”) – powstają w reakcji tlenków azotu i tlenków siarki, których źródłem są zakłady przemysłowe - z parą wodną, zawartą w powietrzu. Powstające kwasy: azotowy i siarkowy, stają się składnikami opadów atmosferycznych. Mogą one wędrować z chmurami daleko od źródła jego powstania. Skutki działania: niszczą organizmy żywe, zakwaszają glebę, niszczą zabytkowe posągi i budowle kamienne, powodują rdzewienie metalowych konstrukcji, dostając się do zbiorników wodnych niszczą rośliny i zwierzęta wodne, wywołują choroby płuc, zatruwają wodę pitną. Kwaśne deszcze przyczyniają się do zakłócenia naturalnej równowagi atmosfery. Do powstawania kwaśnych deszczów przyczyniają się w największym stopniu Stany Zjednoczone i Europa. Zapobieganie kwaśnym opadom: odsiarczanie gazów za pomocą instalacji, wychwytujących tlenki siarki i azotu ze spalin emitowanych do atmosfery, rezygnacja z paliw o dużej zawartości siarki. 1. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA ATMOSFERY CD. EFEKT CIEPLARNIANY (SZKLARNIOWY) – jest to wzrost temperatury przy powierzchni Ziemi, spowodowany zmianą bilansu energetycznego, możliwego dzięki istnieniu atmosfery. Jej brak skutkowałby obniżeniem temperatury na Ziemi do -180C, zamarznięciem wód i zagładą życia na Ziemi. Ciepło promieniowania słonecznego przenika przez gazy, wchodzące w skład atmosfery do powierzchni Ziemi, powodując jej ogrzanie, a następnie część tego ciepła jest odbijana od lądów i oceanów i zatrzymywana w atmosferze przez tzw. gazy cieplarniane (szklarniowe). Jeśli proporcje gazów cieplarnianych zostaną zakłócone przez zanieczyszczenia, wówczas pochłonięta ilość ciepła znacznie się zwiększy i nie mogąc ulecieć w kosmos, powoduje ocieplenie się Ziemi. 1. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA ATMOSFERY CD. GLOBALNE OCIEPLENIE – jest to ocieplanie się klimatu na Ziemi, do którego przyczynił się między innymi efekt cieplarniany. Przewiduje się, że w 2050 roku średnia temperatura na naszej planecie wzrośnie o 2,50C, co może grozić katastrofą. Skutki globalnego ocieplenia: stopnienie lodów Antarktydy, podniesienie poziomu wód na Ziemi i sezonowe podtopienia lub całkowite zalanie terenów przybrzeżnych, przesunięcie się strefy lasów w kierunku biegunów, przekształcenie się stepów i sawann w pustynie, kraje dotknięte nawracającymi klęskami suszy przekształcą się w pozbawione produkcji rolniczej pustynie, jednoczesne występowanie na kuli ziemskiej przeciwstawnych zjawisk atmosferycznych - burze, opady i lawiny w jednych regionach, a susze i upały w innych, powodujące brak wody, pożary i śmierć ludzi, zmniejszenie populacji lub wyginięcie niektórych gatunków flory i fauny, rozprzestrzenienie się chorób wywoływanych przez owady i gryzonie. 1. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA ATMOSFERY CD. ZANIKANIE WARSTWY OZONOWEJ („DZIURA OZONOWA”) Ozon (O3) - trójatomowa cząsteczka tlenu o niebieskiej barwie, toksyczna dla organizmów żywych. Występuje w 90% w stratosferze i w 10% w troposferze. Tworzy warstwę, chroniącą nas przed nadfioletowym promieniowaniem słonecznym. W górnych warstwach atmosfery jest niezbędny do istnienia życia, natomiast w dolnych warstwach wywiera niekorzystny wpływ na organizmy żywe - prowadzi do zaniku fotosyntezy u roślin oraz sprzyja powstawaniu raka skóry u ludzi. Używa się go w przetwórstwie spożywczym i do uzdatniania wody pitnej. Warstwa ozonowa jest nietrwała i łatwo ulega zniszczeniu przy podwyższeniu temperatury otoczenia lub w wyniku emisji zanieczyszczeń (głównie freonów), do atmosfery. Dziura ozonowa nad Antarktydą (zdjęcie pochodzi z serwisu http://pl.wikipedia.org) Freony - węglowodory zawierające węgiel, chlor i fluor. Były stosowane do niedawna w chłodnictwie oraz w środkach chemicznych w aerozolu ( np. dezodoranty ). Po dostaniu się do stratosfery ulegają reakcjom fotochemicznym, a uwolniony z nich chlor reaguje z ozonem (O3), przekształcając go w zwykły tlen cząsteczkowy (O2). Podobne działanie wykazują tlenki azotu, które nadal są emitowane do atmosfery. Proces niszczenia warstwy ozonowej jest nierównomierny, na wskutek czego dochodzi do powstania dziur ozonowych. Największe jej ubytki znajdują się aktualnie nad Arktyką i Antarktydą. 1. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA ATMOSFERY CD. ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA METALAMI CIĘŻKIMI Metale ciężkie są szczególnie szkodliwe dla ludzi, powodując zatrucia układu oddechowego, krążenia i nerwowego oraz mają działanie rakotwórcze. Źródła zanieczyszczeń metalami ciężkimi przemysł, zwłaszcza metalurgiczny np. huty, środki transportu, elektrownie, kotłownie, nawozy sztuczne i środki ochrony roślin, niewłaściwe składowanie odpadów. Właściwości metali ciężkich Kadm – jest toksyczny, łatwo wchłania się w organizmie i kumuluje się w tkankach. Uszkadza wątrobę, nerki, powoduje niedokrwistość, odwapnienie kości. Jest jednym z najbardziej niebezpiecznych zanieczyszczeń dla ludzi i zwierząt. Chrom – w niewielkich ilościach pomaga w procesach metabolizmu u ludzi i zwierząt, natomiast w większym stężeniu powoduje choroby układu oddechowego, krążenia, skóry, może uszkadzać nerki, wątrobę oraz wywoływać alergię i zmiany nowotworowe. Ołów – wnika do organizmu drogą oddechową, pokarmową lub przez skórę. Największe zagrożenie stanowi dla młodych organizmów. Jego kumulacja prowadzi do groźnych zatruć, których objawem może być niedokrwistość, zmiany w układzie nerwowym lub płciowym, zaburzenia psychiczne, wady rozwojowe. Ponadto zwiększa ryzyko chorób nowotworowych. 1. WSPÓŁCZESNE ZAGROŻENIA ATMOSFERY CD. TOKSYCZNE ZWIĄZKI W ATMOSFERZE Azbest tworzą minerały krzemianowe w formie włóknistej. Jest substancją niepalną. Cechuje go sprężystość, elastyczność, duża wytrzymałość mechaniczna, wysoka odporność na działanie czynników fizycznych, chemicznych i na chemikalia. Jeszcze w latach siedemdziesiątych XX wieku był powszechnie stosowany w Polsce. Dawne zastosowanie azbestu w budownictwie - do krycia dachów oraz jako izolacja budynków (złe przewodnictwo cieplne i elektryczne), do produkcji rur do wykonywania instalacji wodociągowych, kanalizacyjnych i centralnego ogrzewania, do produkcji wyrobów (tkanin i farb) ogniotrwałych. Ze względu na dużą szkodliwość azbestu na organizm w 2002 roku przyjęto Polsce program usuwania wyrobów azbestowych. Zgodnie z rozporządzeniem ministra gospodarki, pracy i polityki socjalnej z 23.10.2003 r. dopuszcza się warunkowo stosowanie wyrobów zawierających azbest nie dłużej niż do 31.12.2032 r. Składuje się je na składowiskach odpadów niebezpiecznych, a następnie poddaje się utylizacji. Szkodliwość azbestu dla ludzi - choroby pylica azbestowa (azbestoza), międzybłoniak opłucnej i otrzewnej (nowotwory złośliwe), łagodne zmiany opłucnowe lub rak płuc. 1. ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA W POLSCE 60 50 40 10 5 15 10 60 160 20 20 250 50 30 80 150 270 160 20 160 150 630 300 200 300 30 900 gazy pyły 140 410 540 40 90 Stopień zanieczyszczenia powietrza przez pyły i gazy w Polsce [w tys. ton] 1. WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA NA ZDROWIE CZŁOWIEKA 1. Schorzenia wywołane zanieczyszczeniami powietrza: schorzenia układu oddechowego - duszność, zapalenie górnych dróg oddechowych, pylica płuc, nieżyty lub nowotwory gardła, krtani i płuc, zdrowe rozedma płuc, dychawica oskrzelowa (astma); łzawienie, podrażnienie, uszkodzenie lub choroby oczu np. zaćma; podrażnienie naskórka, choroby alergiczne; chore zaburzenia centralnego układu nerwowego: bezsenność, bóle głowy; ciężkie zatrucia, a nawet śmierć organizmu, niedotlenienie organizmu w szczególności mózgu i mięśnia sercowego (przy zatruciu czadem); uszkodzenie systemu odpornościowego organizmu i większa podatność na infekcje; przyspieszenie procesu starzenia się skóry, plamy wątrobowe, piegi; zaburzenie pracy układu krążenia, choroby serca, niedokrwistość hemolityczna; zatrucie mózgu, szpiku kostnego, nerek, wątroby, jelit; zaburzenia reprodukcji, występowanie mutacji genetycznych; krzywica, zwiększenie śmiertelności niemowląt. 1. Ochrona przed skutkami nadmiernego promieniowania UV. Promieniowanie ultrafioletowe w niewielkich dawkach jest pożądane dla człowieka, gdyż powoduje wytworzenie w organizmie witaminy D. Aby jednak chronić się przed ich nadmiarem, który jest szkodliwy dla zdrowia należy: zrezygnować z długiego opalania się w godzinach południowych, stosować kremy ochronne ze specjalnym filtrem, nosić okulary przeciwsłoneczne z odpowiednimi szkłami, zatrzymujące promieniowanie UV 1.WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA NA PRZYRODĘ OŻYWIONĄ 1. Wpływ zanieczyszczeń na rośliny zaburzenia procesu fotosyntezy, transpiracji, oddychania; utrudnianie dostępu światła do liści i zatykanie aparatów szparkowych; zanik chlorofilu, ograniczenie fotosyntezy; uszkodzenie lub obumieranie igieł i liści u drzew, toksyczny wpływ na korzenie drzew; zakłócenie odżywiania i bilansu wodnego; ograniczenie lub ustanie symbiozy korzeni i grzybów mikoryzowych; chloroza młodych liści; uszkodzenie stożków wzrostu; działanie zabójcze na drobne glony; zmniejszenie odporności lasów na szkodniki i choroby oraz ich obumieranie (szczególnie wrażliwa jest jodła); ograniczenie produkcji planktonu roślinnego; zmiany długości okresu wegetacji w różnych rejonach globu, a w konsekwencji zmiana szaty roślinnej, zmniejszenie liczby gatunków roślin; spadek wydajności w rolnictwie, pogorszenie jakości żywności. 2. Wpływ zanieczyszczeń na zwierzęta negatywne działanie na układ oddechowy - obrzęk płuc; podrażnienie oczu; toksyczny wpływ na ryby w jeziorach i wymieranie ich oraz zmniejszenie połowów; ograniczenie produkcji planktonu zwierzęcego. 1. Wpływ zanieczyszczeń na mikroorganizmy zamieranie mikroorganizmów roślinnych i zwierzęcych. 1. WPŁYW ZANIECZYSZCZEŃ POWIETRZA NA PRZYRODĘ NIEOŻYWIONĄ Zmiany klimatyczne i anomalie pogodowe np. zachmurzenie nieba, więcej dni mglistych; Podniesienie się temperatury na Ziemi; Nagły wzrost ilości opadów; Podniesienie się poziomu mórz i oceanów; Topnienie lodowców górskich i pokrywy lodowej Arktyki i Antarktydy; Katastrofalne powodzie i zatopienie niżej położonych części kontynentów; Susze i powiększenie się obszarów pustyń i stepów; Zakłócenie cyrkulacji powietrza i prądów morskich oraz huraganowe wiatry; Wtórne zanieczyszczenie gleby, jej zakwaszenie i degradacja; Wtórne zanieczyszczenie wód, zatruwanie wody pitnej; Wydłużanie czasu wysychania farb i lakierów; Niszczenie zabytkowych posągów i budowli kamiennych, zabytków zbudowanych z wapienia lub piaskowca, papieru, odzieży; Uciążliwe działanie na otoczenie substancji zapachowych, zawartych w zanieczyszczeniach. Korozja metalowych konstrukcji, mostów, ogrodzeń, samochodów, materiałów budowlanych. Korozja metalu 1. SKUTKI NISZCZENIA LASÓW RÓWNIKOWYCH Wskutek niszczenia lasów tropikalnych, które pochłaniają znaczną ilość energii słonecznej, następuje zmiana stosunku promieniowania odbitego od Ziemi do promieniowania padającego; Naruszona zostaje konwekcja (wymiana powietrza i ciepła); Podczas spalania lasów do atmosfery dostaje się ogromna ilość dwutlenku węgla i ozonu, a zmiana ilości poszczególnych gazów w atmosferze powoduje efekt cieplarniany; Po wycięciu lub spaleniu lasów tropikalnych, pozbawiona roślinności ziemia nie gromadzi wody z deszczy zenitalnych; Wycinanie drzew w górnym biegu rzeki zagraża życiu ryb i innych organizmów wodnych, żyjących na całej jej długości; Niszczenie dużych kompleksów leśnych nie pozwala przyswoić tyle węgla z powietrza poprzez fotosyntezę, ile wynosi jego emisja na świecie; Skutkiem jest zachwianie równowagi przyrodniczej. 1. ZAPOBIEGANIE ZANIECZYSZCZENIOM I ICH SKUTKOM Wykorzystywanie alternatywnych źródeł energii np. energia słoneczna, wiatrowa. Zlikwidowanie lub udoskonalenie przestarzałych technologii produkcyjnych o silnych emisjach pyłowo-gazowych. Zainstalowanie urządzeń redukujących i neutralizujących zanieczyszczenia, tzw. technologie bezodpadowe. Ochrona wilgotnych lasów tropikalnych i ponowne zalesienie zdewastowanych przez kwaśne deszcze obszarów. Odpowiednia organizacja ruchu drogowego polegająca na kierowaniu ruchu tranzytowego poza osiedla mieszkaniowe. KOLEKTOR SŁONECZNY Staranny dobór roślin do uprawy w miejskich ogródkach działkowych. Ograniczenie emisji freonów poprzez zaniechanie korzystania z dezodorantów i odświeżaczy powietrza w sprayu. Stosowanie: - paliw bezołowiowych i bezsiarkowych oraz katalizatorów, - urządzeń ochrony atmosfery o wysokiej skuteczności ( filtry, odpylacze), - biologicznych metod ochrony - pasy zieleni, otuliny itp. Ograniczenie korzystania z samochodów na rzecz rowerów jako pojazdów przyjaznych środowisku. Szeroko zakrojona edukacja ekologiczna. 1. BIBLIOGRAFIA I NETOGRAFIA 1. Program nauczania biologii w gimnazjum. Wyd. WSiP. 2. PAKIET III. Wyd. WSiP - Ciekawa biologia. Podręcznik dla gimnazjum. Część 3. Człowiek zmienia świat przyrody - Ciekawa biologia. Zeszyt ćwiczeń dla gimnazjum. Część 3. Człowiek zmienia świat przyrody - Ciekawa biologia. Poradnik dla nauczyciela. Część 3. 1. Nowa encyklopedia powszechna PWN. Wyd. Naukowe PWN. 2. Wikipedia
