Zanieczyszczenia środowiska

ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA.

Czym są zanieczyszczenia powietrza?
Zanieczyszczeniami powietrza nazywamy wszelkie substancje (gazy, ciecze, ciała stałe), które znajdują się w powietrzu atmosferycznym, ale nie są jego naturalnymi składnikami. Do zanieczyszczeń powietrza zalicza się również substancje będące jego naturalnymi składnikami, ale występujące w znacznie zwiększonych ilościach.

Zanieczyszczenia powietrza zostały podzielone na cztery grupy:

1. Gazy i pary związków chemicznych, np. tlenki węgla (CO, CO2), siarki (SO2, SO3) i azotu (NOx), fluor (F), ozon (O3), amoniak (NH3), węglowodory i ich pochodne chlorowe.
2. Drobne kropelki cieczy, np. kropelki zasad, kwasów, rozpuszczalników
3. Drobne ciała stałe, np. popioły, pyły, sadze, azbest, pestycydy
4. Mikroorganizmy, których ilość lub rodzaj nie jest charakterystyczny dla naturalnego składu powietrza, makroorganizmy (np. grzyby) wraz z produktami ich metabolizmu

Źródła zanieczyszczeń powietrza
Źródła zanieczyszczeń powietrza możemy podzielić ze względu na pochodzenie na dwie grupy: pochodzenia naturalnego oraz antropogenicznego. Do momentu gwałtownego rozwoju przemysłowego praktycznie wszystkie zanieczyszczenia powietrza były pochodzenia naturalnego. Powstawały one m.in. w wyniku wybuchów wulkanów, pożarów lasów i stepów, sawann i stepów, wydzielania gazów przez tereny bagniste, parowania słonych wód mórz i oceanów, erozji skał i gleb, burz piaskowych na pustyniach, wytwarzania pyłków przez rośliny zielone, opadania pyłu kosmicznego. Jednak mniej więcej od połowy XVIII w. (rewolucja przemysłowa) znacznie wzrosło znaczenie zanieczyszczeń antropogenicznych (powstałych na skutek działalności człowieka).

Poniższa tabela przedstawia wartości całkowitej emisji głównych zanieczyszczeń powietrza.
Zanieczyszczenie Wartość emisji w tys. ton (1997)
Dwutlenek siarki (SO2) 2368
Dwutlenek azotu (NO2) 1154
Dwutlenek węgla (CO2) 373200
Niemetanowe lotne związki organiczne 1089
Amoniak (NH4) 364
Pyły 1250
Najwięcej zanieczyszczeń powietrza wytwarza przemysł paliwowo - energetyczny (ponad 50%), przemysł metalurgiczny (ok. 20%) oraz przemysł chemiczny.
Największe ilości substancji zanieczyszczających powietrze powstaje w wyniku spalania paliw kopalnych (węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny itp.). Skutkiem tego jest wydzielenie do atmosfery olbrzymich ilości gazów spalinowych (tlenki węgla (CO, CO2), tlenki siarki (SO2, SO3) i inne) oraz pyłów, popiołów, sadz.
Zanieczyszczenia powietrza są ubocznym skutkiem wielu przemysłowych procesów technologicznych. Szkodliwe substancje chemiczne są wydzielane do atmosfery przez gałęzie przemysłu chemicznego. Rafinerie i petrochemie wydzielają do powietrza niektóre uboczne produkty przeróbki ropy naftowej. Huty, kopalnie i cementownie wytwarzają duże ilości pyłów i innych drobnych ciał stałych zanieczyszczających powietrze atmosferyczne. Na zanieczyszczanie atmosfery wpływa nawet przemysł rolno - spożywczy. Znaczny udział w zanieczyszczaniu powietrza ma komunikacja, głównie transport kołowy. Obliczono, że wraz ze spalinami samochodowymi wydzielana jest w Ameryce Północnej trzecia część całkowitej emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Ponadto spaliny pojazdów zawierają m.in. tlenki azotu, siarki, związki ołowiu. Transport lotniczy przyczynia się do zanieczyszczania dolnych warstw stratosfery, co niekorzystnie wpływa na stan ozonosfery i może być jedną z przyczyn powstania dziury ozonowej. Nie należy również zapominać o transporcie wodnym, który oprócz powietrza zanieczyszcza również wody. Na stan powietrza atmosferycznego niekorzystnie wpływa również składowanie i utylizacja ścieków i odpadów. Rozkład substancji organicznych przez mikroorganizmy prowadzi do emisji metanu (jednego z gazów cieplarnianych) jest on uciążliwy dla środowiska.
Skutki zanieczyszczania powietrza
Zanieczyszczenia powietrza wpływają ujemnie na całe środowisko przyrodnicze. Niszczy zasoby przyrody ożywionej i nieożywionej. Wonne substancje są uciążliwe dla organizmów ludzi i zwierząt. Bardzo często substancjami tymi są węglowodory aromatyczne (związki węgla i wodoru o budowie pierścieniowej). Są to związki chemiczne szczególnie niebezpieczne dla organizmu ludzkiego, gdyż mają właściwości rakotwórcze. Podwyższone stężenie dwutlenku siarki w powietrzu atmosferycznym powoduje u ludzi podrażnienie błon śluzowych. Objawia się to występowaniem kaszlu, obrzęku błon śluzowych oraz skurczów mięśni oskrzelowych. Jedną z najbardziej toksycznych substancji emitowanych do atmosfery jest ołów. Jego szkodliwość polega na zatrzymywaniu wytwarzania hemoglobiny. Ponadto ołów może uszkadzać ośrodkowy i obwodowy układ nerwowy oraz zakłócać pracę wątroby, serca i nerek. Do organizmu dostaje się głównie drogą pokarmową i oddechową. Na zdrowie człowieka wpływają również niekorzystnie wszelkiego rodzaju zanieczyszczenia pyłowe. Długotrwałe wdychanie pyłów nieorganicznych prowadzi do powstania pylicy płuc - przewlekłej choroby układu oddechowego. Zanieczyszczenia powietrza mogą również powodować alergie. Występowanie w powietrzu gazów absorbujących promieniowanie podczerwone, takich, jak dwutlenek węgla, metan, tlenki azotu, freony oraz para wodna jest przyczyną występowania efektu cieplarnianego. Ponadto występujące w atmosferze freony są główną przyczyną zmniejszania warstwy ozonu i powstawania dziury ozonowej.
Bezwodniki kwasowe mogą być przenoszone na znaczne odległości (nawet 500 km). Działają więc nawet w bardzo odległych miejscach od ośrodków przemysłowych. W postaci kwaśnych deszczy powodują zakwaszanie wód powierzchniowych i gleb. Ma to ujemny wpływ na faunę i florę. Ustalono, że już przy pH wody równym 5,4 zatrzymuje się reprodukcja wszystkich gatunków ryb. Zakwaszanie gleb może powodować przemiany glinokrzemianów i uwalnianie toksycznego dla organizmów glinu. W glebach kwaśnych szybciej zachodzi wymywanie składników odżywczych. Zwiększanie poziomu zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego przez przemysł paliwowo - energetyczny, wydobywczy, rafineryjny, petrochemiczny, itd. znajdzie zatem odzwierciedlenie w innych działach gospodarki. Na skutek zmniejszania się ilości plonów rolnych, ilości i jakości drzew oraz zwierzyny ucierpi przede wszystkim rolnictwo, leśnictwo, łowiectwo i rybołówstwo.
Nadmierne zanieczyszczenie powietrza występuje obecnie nad ponad 20% powierzchni Polski, głównie w okolicach okręgów przemysłowych oraz dużych ośrodków miejskich.
Ochrona powietrza
Z pewnością nigdy nie będzie możliwe całkowite zatrzymanie emisji szkodliwych substancji. Aby chronić nasze powietrze, należy więc podejmować działania mające na celu ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Wszystkie fabryki, huty i inne ośrodki przemysłu posiadające kominy odprowadzające gazy spalinowe powinny stosować filtry kominowe. W celu zmniejszenia emisji odorów, rafinerie powinny być zaopatrzone w urządzenia służące do dezodoryzacji gazów, umieszczone najlepiej tuż przy emitorach. Spadek poziomu emisji szkodliwych gazów będzie również następował wraz z doskonaleniem produkcji całkowicie odizolowanej od środowiska. Ważną rolę w zanieczyszczaniu powietrza odgrywa komunikacja. Aby ograniczyć emisję szkodliwych składników spalin samochodów silnikowych, należy zamontować w swych autach różnego rodzaju katalizatory, które wpływają na jakość spalania benzyny. W celu ograniczenia emisji tlenku ołowiu, należy stosować benzynę bezołowiową, całkowicie pozbawioną ołowiu. Aby chronić atmosferę przed nadmiernym zanieczyszczaniem tlenkiem węgla należy również wyeliminować z ruchu ulicznego często spotykane samochody o bardzo złym stanie technicznym, które nie spalają całkowicie paliw. Praktycznie każdy człowiek może wpłynąć na zmniejszenie poziomu emisji spalin samochodowych poprzez korzystanie ze środków transportu publicznego oraz pojazdów nie zanieczyszczających powietrza atmosferycznego, takich, jak rowery.
Znaczne ilości gazów zanieczyszczających powietrze atmosferyczne są emitowane również w wyniku spalania paliw w celu ogrzewania budynków mieszkalnych. Należy w tym przypadku używać filtrów służących do oczyszczania gazów odprowadzanych przez kominy do atmosfery. Można także stosować materiały izolacyjne chroniące budynki przed nadmierną utratą ciepła, dzięki czemu możliwe będzie ograniczenie spalania węgla, a tym samym zmniejszy się emisja CO2 i CO. Należy również zastanowić się nad wykorzystywaniem do ogrzewania budynków paliw nie powodujących wydzielania tak dużych ilości pyłów, jak węgiel kamienny. Mam tu na myśli oleje oraz gaz ziemny.
W ośrodkach miejskich można chronić powietrze poprzez właściwe lokowanie nowych zakładów przemysłowych. W dużych miastach ważną rolę pełnią również izolacyjne pasy zieleni, które, pochłaniają pewne ilości zanieczyszczeń powietrza.
Obecnie zanieczyszczenie powietrza nie jest już niestety tylko problemem lokalnym. Stanowi problem międzynarodowy. W związku z tym podpisywane są umowy międzynarodowe dotyczące ograniczania emisji szkodliwych gazów i pyłów.
Z pewnością pocieszającym zjawiskiem jest fakt, iż emisja pyłów w Polsce w latach od 1989 do 1993 zmniejszyła się z 2,4 mln ton do 1,5 mln ton rocznie. Może to być dowodem troski o stan powietrza atmosferycznego.

ZANIECZYSZCZENIA WÓD.

Czym są zanieczyszczenia wód?
Zanieczyszczeniami wód nazywamy wszelkie substancje chemiczne oraz mikroorganizmy, które występują w wodach naturalnych, nie będąc ich naturalnymi składnikami lub będąc, nimi - występują w zwiększonych ilościach. Największą rolę w zanieczyszczaniu wód odgrywają bakterie Escherichia coli. Zanieczyszczenia mogą występować w postaci rozpuszczonej (gazy, ciecze, ciała stałe) lub zawiesin.


Źródła zanieczyszczeń wód
Zanieczyszczenia wód możemy podzielić ze względu na pochodzenie na naturalne oraz antropogeniczne. Jeszcze mniej więcej do średniowiecza dominowały zanieczyszczenia wód pochodzenia naturalnego. Związane są głównie z rozwojem i obumieraniem wodnych organizmów roślinnych i zwierzęcych. Powodowane są także wypłukiwaniem pewnych substancji ze skał i gleb. Wraz z rozwojem miast, a następnie ośrodków przemysłowych do wód zaczęto odprowadzać coraz więcej szkodliwych substancji. Obecnie głównymi źródłami zanieczyszczeń wód są ścieki komunalne (zawierające m.in. detergenty, mikroorganizmy chorobotwórcze) i przemysłowe (zawierające m.in. sole metali ciężkich, związki siarki i azotu). W wyniku działalności rolniczej do wód powierzchniowych dostają się użyte w nadmiarze nawozy sztuczne i organiczne oraz niewłaściwie stosowane środki ochrony roślin. Przemysł wydobywczy odprowadza do wód gruntowych duże ilości bardzo silnie zasolonych wód kopalnianych. Wody będące szlakami komunikacyjnymi oraz wody występujące w pobliżu dróg i autostrad zawierają zwiększone ilości związków ołowiu, tlenków azotu, węglowodorów.
Skutki zanieczyszczania wód
Substancje zanieczyszczające wody powierzchniowe powodują zmianę jej barwy i smaku oraz zmętnienie. Wpływa to ujemnie na jakość wody i przydatność do spożycia. Zawarte w wodzie mikroorganizmy chorobotwórcze mogą powodować ciężkie zatrucia pokarmowe. Prawie wszystkie zanieczyszczenia wód wytworzone przez człowieka są toksyczne dla większości organizmów wodnych. W miarę wzrostu stężeń substancji zanieczyszczających wody, zmniejszy się ilość ryb w zbiornikach wodnych.
Z zanieczyszczeniem wód powierzchniowych związane jest zjawisko eutrofizacji. Jest to proces wzbogacania wód w zbiornikach wodnych pierwiastkami biogennymi (azot (N), fosfor (P) i inne) najczęściej w wyniku odprowadzania do nich nie oczyszczonych ścieków. Skutkiem zwiększenia ilości składników pokarmowych w środowisku jest przyspieszone rozmnażanie mikroorganizmów (głównie glonów, sinic, bakterii). Wzrost liczebności drobnoustrojów powoduje zwiększenie biologicznego zapotrzebowania na tlen. Rozpuszczony w wodzie tlen zużywany jest również do rozkładu martwych szczątków organizmów. Wody zmieniają swoją barwę i zapach. Stają się bardziej mętne. W górnych warstwach wody charakterystyczne są wahania stężenia tlenu. Zaczynają powstawać obszary wody, w której zapasy tlenu zostały wyczerpane. Są one określane, jako pustynie tlenowe. W zbiorniku wszystkie organizmy tlenowe wymierają, natomiast dominują mikroorganizmy beztlenowe. Na dnie zbiornika zaczynają gromadzić się muły, co prowadzi do zmniejszania się jego głębokości. Na skutek eutrofizacji jezioro może ulec przekształceniu w bagno lub torfowisko.
Oczyszczanie wód
Wody powierzchniowe są obecnie zanieczyszczane najczęściej na skutek odprowadzania do rzek ścieków komunalnych i przemysłowych. Zatem najefektywniejszą formą ochrony wód jest oczyszczanie ścieków. Wymaga to jednak budowy kosztownych oczyszczalni ścieków. W oczyszczalniach ścieków neutralizacja szkodliwych substancji zachodzi najczęściej w trzech etapach. W etapie pierwszym - mechanicznym, dzięki kratom, sitom, urządzeniom rozdrabniającym usuwane są części stałe. Zawiesiny usuwane są w osadnikach i piaskownikach. Etap drugi oczyszczania ścieków polega na usunięciu substancji organicznych przez zespół mikroorganizmów (bakterie, grzyby jednokomórkowe, pierwotniaki) tworzących tzw. osad czynny. Po rozkładzie wszystkich zanieczyszczeń organicznych na dwutlenek węgla i wodę bakterie i grzyby są usuwane ze ścieków przez pierwotniaki. W trzecim etapie następuje usuwanie fosforanów i azotanów ze ścieków. Używa się do tego celu bakterii denitryfikacyjnych lub glonów. Fosforany mogą być usuwane ze ścieków metodami chemicznym, poprzez działanie solami metali, w wyniku czego wytrącają się trudno rozpuszczalne w wodzie sole fosforanowe. Nieco inaczej oczyszczane są ścieki przemysłowe, które zawierają głównie zanieczyszczenia nieorganiczne. Stosowane są tu m.in. takie metody fizykochemiczne, jak sedymentacja, filtracja, koagulacja, strącanie chemiczne.
Zapobieganie zanieczyszczaniu wód
Z pewnością nie jesteśmy i nigdy nie będziemy w stanie całkowicie zapobiec zanieczyszczaniu wód. Powinniśmy jednak podejmować działania mające na celu ograniczenie dalszego zanieczyszczania wód. Najbardziej skuteczną formą ograniczania dalszego zanieczyszczenia wód powierzchniowych jest oczyszczanie ścieków komunalnych i przemysłowych. Obecnie w Polsce liczba oczyszczalni ścieków jest wciąż zbyt mała w stosunku do zapotrzebowania. Nie wszystkie polskie oczyszczalnie przeprowadzają proces oczyszczania ścieków w trzech etapach, po których ścieki mogą być odprowadzone do zbiorników wodnych. Aby utrzymać polskie rzeki w czystości, należy więc budować nowe oczyszczalnie i modernizować stare. Wymaga to niestety olbrzymich nakładów finansowych, na które Polska nie może sobie pozwolić. Myślę, że w tej sytuacji można liczyć na pomoc innych państw.
Nie należy jednak zapominać o wodach podziemnych. Są one obecnie zanieczyszczone w bardzo niewielkim stopniu. Dlatego też wymagają szczególnej ochrony.
ZANIECZYSZCZENIA GLEB.

Czym są zanieczyszczenia gleb?
Zanieczyszczeniami gleb i gruntów są wszelkie związki chemiczne i pierwiastki promieniotwórcze, a także mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach.
Źródła zanieczyszczeń gleb
Największe ilości zanieczyszczeń przedostają się do gleb i gruntów wraz ze ściekami, pyłami oraz stałymi i ciekłymi odpadami wytwarzanymi przez przemysł. Zawierają one najczęściej metale ciężkie oraz sole. Szczególnie niebezpieczne związki pochodzące z tej gałęzi gospodarki to pestycydy i inne środki ochrony roślin. Bardzo szkodliwe działanie dla środowiska mają wszelkie zanieczyszczenia nawozów sztucznych (kadm). Najbardziej zanieczyszczone gleby występują w pobliżu dróg i autostrad. Zawierają zwiększone ilości niebezpiecznych związków ołowiu i tlenków azotu. Na skutek posypywania powierzchni dróg solami, gleby i grunty w pobliżu szlaków komunikacyjnych są silnie zasolone. Znaczne ilości szkodliwych zanieczyszczeń przedostają się do gleb wraz ze ściekami komunalnymi (detergenty, drobnoustroje chorobotwórcze).


Skutki zanieczyszczania gleb
Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym.
Szkodliwe substancje zmieniają w znaczny sposób odczyn gleb. Na skutek tego zmniejsza się szybkość rozkładu organicznych szczątek roślinnych i zwierzęcych. Gleby o zmienionym odczynie stają się mniej urodzajne, co ujawnia się w zmniejszonej ilości i jakości plonów. Na zmniejszenie odczynu pH gleby (zwiększenie kwasowości) mają wpływ również tzw. kwaśne deszcze, będące konsekwencją nadmiernego zanieczyszczania powietrza atmosferycznego. Bardzo groźnymi dla roślin zanieczyszczeniami gleb są azotany. Powodują one znaczne zmniejszenie odporności roślin na choroby i szkodniki. Rośliny pochodzące z zanieczyszczonych terenów zawierają toksyczne substancje, po spożyciu mogą więc powodować u ludzi zatrucia pokarmowe.
Ochrona i rekultywacja gleb
Aby nie dopuścić do całkowitego zniszczenia gleb, powinniśmy zacząć przeciwdziałać pogarszaniu stanu gleb i gruntów na skutek działalności człowieka. Gleby zdewastowane na skutek działalności człowieka należy rekultywować - przywrócić im dawną funkcję biologiczną i wartość użytkową. Aby przywrócić glebie jej pierwotną zawartość składników mineralnych w naturalnych proporcjach, należy uzupełniać niedobory ważnych dla życia pierwiastków. Gleby całkowicie zniszczone przez przemysł mogą zostać odtworzone poprzez pokrycie ich powierzchni grubą warstwą próchnicy lub warstwą nietoksycznych odpadów. Jednak w przypadku gleb silnie zanieczyszczonych substancjami toksycznymi nie wystarczy już tylko pokrycie ich powierzchni nową warstwą. Takim glebom można przywrócić ich dawną wartość użytkową jedynie w wyniku dość kosztownej neutralizacji za pomocą odpowiednich środków chemicznych.
Formą ochrony gleb może być również właściwa lokalizacja dróg i innych szlaków komunikacyjnych względem żyznych, urodzajnych gleb.

EFEKT CIEPLARNIANY.

Czym jest efekt cieplarniany?
Ziemia posiada atmosferę o grubości ponad 1000 kilometrów. Atmosfera zawiera masy powietrza, które zatrzymują i magazynują ciepło pochodzące ze słońca pod postacią promieniowania podczerwonego. Podwyższenie temperatury powierzchni Ziemi będące skutkiem zatrzymywania energii słonecznej przez gazy cieplarniane nazywane jest efektem cieplarnianym lub \\\\\\\"szklarniowym\\\\\\\".


Jak powstaje efekt cieplarniany?
Znaczna część promieniowania słonecznego jest przepuszczana przez atmosferę ziemską i pochłaniana przez powierzchnię Ziemi, co powoduje jej ogrzanie. Wskutek ocieplenia powierzchni Ziemi następuje emisja promieniowania podczerwonego. Znaczna część tego promieniowania jest pochłaniana przez znajdujące się w atmosferze cząsteczki wody, dwutlenku węgla i innych gazów oraz przez drobne kropelki wody w chmurach. Energia cieplna jest teraz przekazywana przez atmosferę głównie z powrotem do powierzchni Ziemi w postaci tzw. promieniowania zwrotnego a tylko częściowo w przestrzeń kosmiczną. Promieniowanie zwrotne ogrzewa ponownie powierzchnię Ziemi, dlatego jest podstawową przyczyną występowania na naszej planecie efektu cieplarnianego. Energia oddawana przez naszą planetę jest mniejsza od energii przyjmowanej pochodzącej ze Słońca. Dzięki ochronie atmosfery przed wychłodzeniem Ziemi średnia temperatura powietrza wynosi ok. +15C. Gdyby atmosfera nie zawierała gazów cieplarnianych, nagrzana powierzchnia Ziemi wypromieniowywałaby swą energię w przestrzeń kosmiczną, dlatego średnia temperatura powietrza byłaby równa ok. -17C. Dopóki człowiek nie zanieczyszczał środowiska w tak znacznym stopniu, jak ma to miejsce obecnie, główną rolę w pochłanianiu ciepła odbitego od powierzchni Ziemi pełniła para wodna. Jednak od kilkudziesięciu już lat na skutek działalności człowieka szybko wzrasta rola pozostałych gazów cieplarnianych.
Czym są gazy cieplarniane?
Gazy cieplarniane są lotnymi substancjami chemicznymi występującymi w atmosferze, których budowa fizyko-chemiczna pozwala na zatrzymywanie i magazynowanie energii cieplnej oraz przekazywanie jej do powierzchni Ziemi w postaci promieniowania podczerwonego. Spośród ponad 30 dotychczas zidentyfikowanych gazów cieplarnianych w poniższej tabeli jest 5 najważniejszych ze względu na udział w efekcie cieplarnianym oraz zdolność do pochłaniania promieniowania podczerwonego w porównaniu do dwutlenku węgla.

Nazwa gazu Udział w efekciecieplarnianym Efektywność pochłaniania promieniowania podczerwonego w porównaniu do CO2
dwutlenek węgla(CO2) 50% 1
metan (CH4) 18% 30
freony 14% 10-20000
ozon (O3) 12% 2000
tlenki azotu (NOx) 6% 150

W powstawaniu efektu cieplarnianego najważniejszą rolę odgrywa dwutlenek węgla, którego udział wynosi 50%. Tak wysoki udział CO2 w efekcie cieplarnianym, mimo najmniejszej efektywności pochłaniania promieniowania podczerwonego jest możliwy dzięki jego wysokiej zawartości w atmosferze. Rola dwutlenku węgla w efekcie cieplarnianym wciąż wzrasta, co jest skutkiem działalności człowieka: emisja CO2 związana z przemysłem, połączona z gwałtownym zmniejszaniem się powierzchni terenów zalesionych. Wysoki udział w powstawaniu efektu cieplarnianego ma również metan (CH4). Gaz ten powstaje i jest emitowany do atmosfery w wyniku licznych reakcji beztlenowego rozkładu szczątków roślin i zwierząt oraz beztlenowego rozkładu odchodów zwierzęcych. Metan jest głównym składnikiem gazu ziemnego, dlatego też jego znaczne ilości są uwalniane do atmosfery wraz z wydobywanym węglem kamiennym i ropą naftową. Freony, przeciwieństwie do pozostałych gazów nie powstają w sposób naturalny. Freony są szczególnie niebezpiecznymi gazami, nie tylko ze względu na bardzo małą aktywność chemiczną, czego skutkiem jest duża trwałość. Należy także zauważyć, że freony powodują rozkład ozonu (O3) na tlen (O2), czego skutkiem jest powstanie tzw. dziury ozonowej. Ozon występuje w dolnych warstwach atmosfery w małych ilościach. Jego zawartość jest znacznie większa w górnych warstwach atmosfery (w ozonosferze). Chroni tam wszystkie żywe organizmy na Ziemi przed promieniowaniem ultrafioletowym. Najmniejszą rolę w powstawaniu efektu cieplarnianego spośród gazów wymienionych w powyższej tabeli i zamieszczonych na wykresie odgrywają tlenki azotu. Do środowiska dostają się głównie wraz ze spalinami samochodów oraz razem z azotowymi nawozami sztucznymi. Najbardziej efektywnym tlenkiem jest N2O (150 razy efektywniejszy od dwutlenku węgla). Na skutek działalności człowieka zawartość gazów cieplarnianych w atmosferze systematycznie wzrasta, co prowadzi do pogłębiania się efektu cieplarnianego.

Konsekwencje ocieplenia klimatu na Ziemi
Skutki stopniowego ocieplania klimatu na Ziemi zauważamy już od wielu lat. W wielu miejscach na Ziemi obserwuje się wzrost średniej temperatury powietrza. Ogrzane wody w morzach i oceanach powodują topnienie lodowców na biegunach Ziemi oraz zwiększają swoją objętość, co prowadzi do podniesienia się ich poziomu.
W ciągu najbliższych 50 lat może dojść do zalania wielu obszarów położonych na małej wysokości bezwzględnej (n. p. m.). Obliczono, że w wyniku stopienia lodowców na Grenlandii i Antarktydzie pod wodą może znaleźć się prawie cała Holandia, Dania, znaczna część Belgii i Bangladeszu. Na terenie Polski może zostać zalany obszar położony w odległości nawet do 100 km od wybrzeża Morza Bałtyckiego.
Jednak teoretycznie możliwe jest również zwiększenie się masy lodowców. W wyniku ocieplenia klimatu zwiększy się parowanie wód w morzach i oceanach, co doprowadzi do zwiększenia ilości opadów na Ziemi. W okolicach biegunów naszej planety opady śniegu mogą przyczynić się do szybkiego nagromadzenia lodowców. Niestety już się tak nie dzieje. Efekt cieplarniany może również doprowadzić do zmian systemu prądów morskich. Zmienione układy ciśnień atmosferycznych spowodują powstanie huraganów, cyklonów i tornad. Zwiększone parowanie wód w morzach i oceanach doprowadzi do występowania nawalnych opadów, a skutkiem tego będą liczne powodzie, a w górach lawiny. Jednocześnie na obszarach położonych w znacznych odległościach od wielkich zbiorników wodnych w wyniku szybkiego wysychania gleb utrzymywać się będą susze. Długotrwałym suszom bardzo często towarzyszą pożary lasów, spalana biomasa emituje do atmosfery olbrzymie ilości smogu zawierającego CO2,CO, tlenki azotu i inne gazy dodatkowo zwiększające natężenie efektu cieplarnianego. Gatunki roślin i zwierząt, które nie dostosują się do zmienionych warunków, po prostu znikną z powierzchni Ziemi. Skutki zmiany klimatu wskutek efektu cieplarnianego można także będzie zauważyć w gospodarce człowieka, a ściślej mówiąc - w rolnictwie. Skład chemiczny gleb, charakterystyczny dla danej strefy klimatycznej, nie zmieni się tak gwałtownie, jak temperatura i wilgotność powietrza. Nie będzie więc możliwa uprawa roślin na terenach o większych, niż dotychczas szerokościach geograficznych, mimo sprzyjających tam warunków klimatycznych, gdyż gleby nie będą urodzajne. Konsekwencje ocieplenia klimatu na kuli ziemskiej są więc oczywiste - wiele osób zginie w wyniku coraz liczniejszych klęsk żywiołowych. Jeszcze więcej ludzi umrze z głodu i na skutek nowych chorób. Efekt cieplarniany jest więc problemem ekologicznym stanowiącym realne zagrożenie dla ludzkości. Powinniśmy zatem już dziś poszukiwać rozwiązań tego problemu oraz zastanowić się nad tym, co robić, aby nie dopuścić do zwiększania się globalnego ocieplenia.
Rozwiązania problemu
Aby rozwiązać współczesne problemy naszego środowiska nie wystarczą wysiłki jednego, czy kilku narodów. Efekt cieplarniany stanowi zagrożenie dla całej ludzkości, dlatego rozwiązań tego problemu muszą poszukiwać wszyscy ludzie. Każdy człowiek może wpływać na zmniejszanie się natężenia efektu cieplarnianego poprzez np. segregację śmieci i używanie surowców wtórnych. Ogranicza w ten sposób emisję dwutlenku węgla, która towarzyszy produkcji opakowań, a także zmniejsza wydzielanie metanu, powstającego przy rozkładzie substancji organicznych na wysypiskach śmieci.
Społeczeństwo powinno oszczędzać energię. Dzięki zastosowaniu materiałów izolacyjnych w budynkach mieszkalnych możliwe jest zabezpieczenie przed nadmierną utratą energii cieplnej. Energia elektryczna może być oszczędzana dzięki używaniu nowoczesnych, energooszczędnych urządzeń elektrycznych. W ten sposób zmniejszmy zapotrzebowanie na energię, a więc możliwe stanie się ograniczenie jej produkcji przez ciepłownie i elektrownie. Tym samym zmniejszy się emisja dwutlenku węgla do atmosfery. W celu zmniejszenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery należy zacząć poszukiwać alternatywnych źródeł energii. Skłania nas do tego również zjawisko gwałtownego zmniejszania się ilości paliw kopalnych. Odnawialne zasoby energii praktycznie nigdy się nie wyczerpią. Należy do nich zaliczyć: promieniowanie słoneczne, ruchy mas powietrza, ruchy wód w rzekach, fale i przypływy morskie, energia geotermiczna. Najważniejszym źródłem energii dla Ziemi jest promieniowanie Słońca. Wraz z promieniowaniem słonecznym do Ziemi dociera moc o wartości ok. 178 000 TW (1 TW = 100000 MW), z czego ok. 30% jest odbijane przez atmosferę, ponad 45% pochłaniają lądy i morza w postaci ciepła, pozostała jest zużywana w cyklu hydrologicznym, w procesach fotosyntezy oraz do wprawiania w ruch powietrza i fal morskich. Dla porównania spalająca rocznie od 1,5 do 2 mln ton węgla średniej wielkości elektrownia ma moc zaledwie 1000 MW. Znaczny udział w emisji dwutlenku węgla i tlenków azotu mają pojazdy silnikowe. Aby ograniczyć emisję gazów cieplarnianych przez samochody należy próbować nakłonić społeczeństwo do korzystania ze środków transportu publicznego lub innych pojazdów, nie zanieczyszczających środowiska - rowerów. W regulacji zawartości dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej najistotniejsze znaczenie mają lasy. Należy całkowicie zaprzestać wycinania lasów równikowych oraz ograniczyć wycinanie i wypalanie pozostałych lasów. Należy również sadzić nowe drzewa w miejsce wyciętych.

DZIURA OZONOWA.
Czym jest dziura ozonowa?
W atmosferze ziemskiej na wysokości od 10 do 50 km występuje warstwa o podwyższonej koncentracji ozonu (O3) - ozonosfera. Maksymalne stężenie ozonu utrzymuje się na wysokości ok. 23 km. Od końca lat 70 - tych obserwuje się znaczny spadek zawartości ozonu, szczególnie nad Antarktydą, w rejonie bieguna południowego. Zmniejszenie koncentracji ozonu w ozonosferze jest nazywane dziurą ozonową.

Powstawanie dziury ozonowej
Dziura ozonowa powstaje wskutek niszczenia warstwy ozonowej przez związki chemiczne, zwane freonami. Ocenia się, że roczne tempo spadku zawartości ozonu wynosi poniżej 0,2% w okolicach równika oraz od 0,4 do 0,8% w umiarkowanych szerokościach geograficznych. Jednak największe (i wciąż zwiększające się) tempo spadku ozonu stratosferycznego obserwuje się w rejonie bieguna południowego w okresie wczesnojesiennym (przełom września i października). Można zadać pytanie: dlaczego dziura ozonowa powstaje właśnie nad Antarktydą (na półkuli południowej), mimo że największa emisja gazów niszczących ozon występuje na półkuli północnej, na terenach najbardziej rozwiniętych i uprzemysłowionych. W okresie, kiedy na półkuli północnej rozpoczyna się pora wiosenna, nad Antarktydą zaczyna się noc polarna. Tworzy się wtedy regularny, stabilny, trwający pół roku wir, w którym powietrze krąży wokół bieguna południowego. Masy powietrza antarktycznego są wtedy całkowicie odizolowane od dopływu powietrza równikowego, zawierającego zawsze wysokie stężenie ozonu stratosferycznego. Reakcja niszczenia ozonu przez freony przebiegają szybciej, niż reakcje powstawania ozonu, zatem jego koncentracja wyraźnie ulega zmniejszeniu. Z przedstawionego powyżej mechanizmu powstawania dziury ozonowej można łatwo zauważyć, jak bardzo ważną rolę dla ludzkości spełniają lasy równikowe, które poprzez produkcję olbrzymich ilości tlenu atmosferycznego (O2) umożliwiają powstawanie ozonu (O3).


Skutki niszczenia warstwy ozonowej
Ozonosfera pochłania bardzo szkodliwe dla wszystkich żywych organizmów promieniowanie ultrafioletowe (UV). Niszczenie warstwy ozonowej prowadzi do zmniejszania się efektywności pochłaniania promieni UV. W wyniku tego organizmy są narażone na zwiększone promieniowanie ultrafioletowe. Nadmiar promieni UV może doprowadzić do zakłócenia równowagi całych ekosystemów. Promieniowanie ultrafioletowe przenika wodę do kilku metrów wgłęb (w przypadku wód czystych nawet do kilkunastu metrów). Powoduje to zamieranie szczególnie wrażliwych organizmów roślinnych i zwierzęcych tworzących plankton. Konsekwencje tego są widoczne w następnych ogniwach łańcucha troficznego. Zmniejszy się więc występowanie ryb żywiących się planktonem oraz ryb drapieżnych. Promieniowanie ultrafioletowe wpływa również niekorzystnie na rośliny. Należy przy tym zaznaczyć, że są to głównie gatunki roślin uprawnych i przemysłowych. Zwiększenie się natężenia promieni UV na Ziemi odbije się z pewnością w gospodarce człowieka. Zmniejszenie liczebności populacji ryb na skutek zaniku planktonu doprowadzi do znacznie mniejszych połowów na określonym terenie. Ucierpi więc rybactwo. W wyniku niszczenia przez promienie UV chlorofilu roślin uprawnych (np. zbóż) zmniejszą się plony, a więc ucierpi rolnictwo.
Promieniowanie ultrafioletowe może jednak negatywnie wpływać bezpośrednio na ludzi. Nadmierne promieniowanie UV może osłabiać u ludzi system obronny i tym samym zmniejszać odporność na infekcje i choroby. Wśród chorób tych najgroźniejsze są z pewnością choroby nowotworowe, a szczególnie nowotwory skóry. Ponadto promieniowanie UV powoduje podrażnienie spojówek, a przez to występowanie licznych chorób oczu, głównie zaćmy. Promienie UV powodują także przyspieszenie procesów starzenia się skóry. Jeśli do środowiska wciąż wydzielane będą freony i inne gazy niszczące ozon, to w niedalekiej przyszłości dziura ozonowa powiększy znacznie swój rozmiar i wkrótce pojawi się nad całą kulą ziemską. Nie będzie to już więc dziura ozonowa, ale całkowity zanik ozonu w atmosferze ziemskiej.
Ochrona warstwy ozonowej
Już w 1971 roku dwóch chemików zauważyło i udowodniło niszczący wpływ freonów na warstwę ozonową atmosfery. Komisja do spraw ochrony środowiska ONZ zwróciła uwagę na to zjawisko dopiero w 1976 roku. Od tego czasu freony znalazły się na liście związków chemicznych niebezpiecznych dla środowiska naturalnego. Konkretne działania mające na celu niedopuszczenie do zmniejszania się warstwy ozonowej nad powierzchnią kuli ziemskiej zaczęto jednak podejmować dopiero od 1982 roku, kiedy to dr Joe Farman odkrył na Antarktydzie Zachodniej całkowity zanik ozonu w atmosferze. Od 1990 roku rzeczywiście obserwuje się zmniejszenie tempa wzrostu freonów w atmosferze - z 5% rocznie do mniej niż 3%. W produkcji kosmetyków i dezodorantów nie stosowane są już praktycznie freony, a jako nośniki używane są inne, nieszkodliwe dla środowiska gazy - propan i butan. Kosmetyki te oznaczane są jako \\\\\\\"CFC frez\\\\\\\" lub \\\\\\\"ozon friendly\\\\\\\" (przyjazne ozonowi). Także nowoczesne lodówki i chłodziarki są urządzeniami bezfreonowymi. Jednak pomimo wszelkich działań mających na celu niedopuszczenie do dalszej emisji freonów i halonów, w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat nie stanie się możliwe odbudowanie warstwy ozonu nawet do grubości sprzed 20 laty.

KWAŚNE DESZCZE.

Czym są kwaśne deszcze?
Kwaśne deszcze, to opady atmosferyczne zawierające w kroplach wody zaabsorbowane gazy - dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu i inne bezwodniki kwasowe oraz produkty ich reakcji w atmosferze - słabe roztwory kwasu siarkowego (IV), znacznie groźniejszego kwasu siarkowego (VI), kwasu azotowego (V).


Powstawanie kwaśnych deszczy
Kwaśne deszcze powstają głównie na obszarach, gdzie atmosfera jest narażona na długotrwałą emisję dwutlenku siarki i tlenków azotu, zarówno ze źródeł naturalnych, np. czynnych wulkanów, jak również sztucznych - spaliny powstające w wyniku spalania zasiarczonych paliw - węgla brunatnego i kamiennego.


Skutki występowania kwaśnych deszczy
Kwaśne deszcze wywierają negatywny wpływ na faunę i florę. Są niewątpliwą przyczyną licznych chorób układu oddechowego. Znacznie przyspieszają korozję różnego rodzaju konstrukcji metalowych oraz zabytków.


Ochrona przed kwaśnymi deszczami
Zapobieganie występowania kwaśnych deszczy polega na budowaniu instalacji wyłapujących tlenki siarki i azotu ze spalin emitowanych do atmosfery oraz ograniczaniu spalania paliw zawierających siarkę i jej związki, głównie węgla brunatnego i kamiennego.
Przeciwdziałanie występowaniu kwaśnych deszczy powinno mieć charakter międzynarodowy, ponieważ nierzadko opady kwaśnego deszczu trafiają na obszary znacznie oddalone od źródeł zanieczyszczeń atmosfery.