Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

CATEGORII DOCUMENTE




BulgaraCeha slovacaCroataEnglezaEstonaFinlandezaFranceza
GermanaItalianaLetonaLituanianaMaghiaraOlandezaPoloneza
SarbaSlovenaSpaniolaSuedezaTurcaUcraineana

GeografijeGospodarstvoRačunalnikiReceptiUpravljanjaZgodovina

Životné prostredie, biosféra, ekológia

geografije

+ Font mai mare | - Font mai mic






DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger

Životné prostredie, biosféra, ekológia.

-          Rôzne definície:


Podľa zákona č.17/1992

Životné prostredie je všetko čo vytvára prirodzené podmienky pre existenciu organizmov s predpokladom ich ďalšieho vývoja.

S. Volný rozčleňuje definície životného prostredia do dvoch skupín

      a/ životné prostredie vo vzťahu ku všetkému živému,

      b/ životné prostredie chápané antropocentricky t.j. ako životné prostredie človeka.

Zložky životného prostredia človeka:

-          Prírodné (pôda, voda, ovzdušie, rastlinstvo, živočístvo)

-          Umelé (sídla, komunikácie, výrobné objekty).

Na kvalitu životného prostredia vplývajú faktory a činitele.

Podľa rozsahu existuje životné prostredie  jedinca, populácie (lokálne), populácie (globálne)

Nemecký zoólog Ernst Haechel definuje Ekológiu ako vedu o vzťahoch medzi organizmami a ich prostredím a medzi organizmami navzájom.

Američan E.P. Oduma (1977) definuje Ekológiu ako súhrn alebo usporiadanie vzťahov medzi organizmami a ich prostredím – veda o životnom prostredí.

Základom klasickej ekológie je príroda ako ucelený systém charakterizovaný rovnováhou biosystémov tzv. HOMEOSTÁZA t.j. ekologická rovnováha.

Príroda vytvorila potenciál rôznych látok, ktoré sa nazývajú prírodné bohatstvo t.j. súhrn materiálnych hodnôt, ktoré tvoria nevyhnutné prírodné podmienky existencie ľudskej spoločnosti.

Ekológia hrá úlohu v sledovaní vzťahov medzi jednotlivými časťami skúmaného objektu

Členenie ekológie:

a.                    Všeobecná ekológia ekologické javy bez ohľadu na systematickú príslušnosť skúmaných organizmov, študuje všeobecné zákonitosti vzájomných vzťahov a ich prostredia.

b.                    Špeciálna ekológia vzťah organizmov a rôznych typov prostredia (ekológia mikroorganizmov, rastlín, živočíchov),

c.                    Krajinná ekológia (geoekológia)  delíme :

§         poľnohospodárska (agroekológia)

§         urbárna – skúma zmenené a umelé ekosystémy.

V časovej súvislosti môžeme rozlíšiť

d.                    Paleoekológia – evolúcia biosféry,

           

e.                    Neoekológia – skúmanie recentných štruktúr, javov a procesov. Tá sa delí na:

f.                     Anteekológia je štúdium na úrovni jednotlivca – individum – organizmus a jeho prispôsobenie ekologickým faktorom, adaptácia, rozšírenie druhu, biorytmy,

g.                    Ekológia populácií (demekológia) štruktúra dynamika a funkcia populácií v ľubovolnom ekosystéme,

h.                    Synekológia študuje biocenózy, ekosystémy, celú biosféru, je jadrom ekológie. Je zameraná predovšetkým na bilancovanie kolobehu hmoty, toku energií a produktivity ekosystémov.

Ekosystém je základná samostatnej existencie schopná jednotka biosféry, Skladá sa zo živých organizmov a neživého okolitého prostredia

            Ekosystém je možné ohraničiť (rybník, les, mesto) a je to systém otvorený a termodynamický (príjem energie – slnko). Na druhej strane dochádza k strate energie  (vyžarovaním, biochemickými procesmi, priesak vody, odtok vody)v tomto priestore tvorí hranicu ekosystému .

            Ekosystém je schopný autoreguláciem, autoreprodukcie a evolúcie.

Vyššími celkami ekosystémovbiom,  biosféra a biotop.

Biómvýznamná ekologická oblasť, Biom je veľký biotop – tundra, ihl. Lesy, opadavé lesy, tropické lesy, savana

Biosféra – (z gréčtiny) je priestor našej planéty, v ktorom sa vyskytuje život. Skladá sa z atmosféry, hydrosféry a pedosféry. Je priestorovo ohraničený systém v ktorom sa realizuje látkova výmena a transformuje energia.

Biotop – súhrn abiotických faktorov vo vzťahu k živej zložke, čiže suma faktorov, ktoré podmieňujú existenciu určitých konkrétnych populácií.

LÁTKOVO – ENERGETICKÉ TOKY V EKOSYSTÉME

            Pre ekosystémy a jeho zložky (živé a neživé) platia dva termodynamické zákony:

1/ Energia v uzavretom systéme môže prechádzať iba z jednej formy do druhej ani novo nevzniká ani nemizne.

2/ Procesy spojené s premenou energie nikdy nemajú 100% účinnosť. Vždy pri prechode do ďaľšej formy energie zostáva časť energie nevyužitá a stráca sa (opúšťa systém).

Ak systém nedostáva ďaľšiu energiu pre tento stav sa používa výraz ENTROPIA. Ak živé organizmy prestanú dostávať energiu z vonkajšieho prostredia rýchlo strácajú svoju usporiadanosť.

U živých organizmov je preto možné považovať pomer dýchania (respirácie) R k celkovej biomase B ako relatívnu mieru spotreby energie na ich činnosť a údržbu.

Z pohľadu termodynamických zákonov je možné o ekológii povedať, že študuje vzťahy medzi okolitým svetom (prostredím) a ekosystémami a spôsoby premien energie vo vnútri ekosystémov.

Zem je ako celok v stave energetickej rovnováhy.

Zem je ohrievaná Slnkom nerovnomerne čo spôsobuje nerovnomerné ohrievanie povrchu, vzdušných más a následne vznik prúdenia vzduchu (vetrov), prenosu vodných pár, vĺn, morských prúdov a tým zmeny počasie.

Na Zem dopadne len desatina percenta energie Slnka a tá je využívaná zelenými rastlinami v procese fotosyntézy na produkciu biomasy, čo je zásobárňou energie pre všetky orgamizmy.

ekosystémoch sa nachádzajú rôzne skupiny organizmov, ktoré je možné rozdeliť na:

1/ Producentov (všetky zelené organizmy)

2/ Konzumentovheterotrofní makrokonzumenti a vyššie zelené rastliny bez chlorofylu, tie v zásade delíme na:

            a/ Konzumenti prvého rádu (bylinožravce)

            b/ konzumenti druhého rádu (mäsožravce)

            c/ konzumenti tretieho rádu ( sekundárne mäsožravce)

Zvláštnu skupinu tvoria všežravce.

3/ Dekompozítory (rozkladače) heterotrofní mikrokonzumenti. Všeobecne je možné povedať, že rozkladajú komplexné zložky organickej hmoty, niektoré z týchto produktov prijímajú ako zdroj látok a energie, ďalšie sú zdrojom pre rozklad inými dekompozítorov. Tým dochádza k procesu demineralizácie, t.j.  Uvolňujú z organických látok minerálne živiny ďalej využitelné pre producentov (baktérie, pliesne, huby).

Využitie energie v ekosystéme.

Podľa štruktúry energie dopadajúcej na Zem (žiarenia), ktoré dopadne na Zem je 10 % krátkovlnné žiarenie (140 – 380 nm), 45 % fotosystemicky aktívne žiarenie ( 380 – 720 nm, viditeľné svetlo využiteľné vo fotosyntéze) a 45 % dlhovlnné tepelné (infra) žiarenie .

Medzi prijatým a odrazeným tepelným žiarením musí byť rovnováha inak príde k prehriatiu organizmu.

Spôsoby ochladzovania:

Rastliny sa ochladzujú predovšetkým odparovaním (respiráciou).

Živočíchovia sa ochladzujú pasívne – zvýšeným oparovaním tekutín, alebo aktívne presúvaním do úkrytov (pri nadbytku alebo nedostatku tepla).

Univerzálny model toku energie

Model je platný obecne pre jednotlivca, populáciu alebo trofickú skupinu (bylinožravce, mäsožravce, ). Spojením viacerých takýchto schém je možné vytvoriť kvantitatívnu predstavu potravinového reťazca a toku energií celých ekosystémom.

Pritom je možné obecne konštatovať, že 1 kg sušiny = 20 kJ energie.

Účinnosť medzi jednotlivými stupňami energetického systému .

Pre zjednodušenie: všetka slnečná energia dopadajúca na danú plochu na hornom okraji atmosféry ja 100 kJ, tak potom dopadne na povrch Zeme polovica tohto množstva v už spomínanej štruktúre t.j. 50 kJ. Z tejto energie rastliny za optimálnych podmienok ( slnečný deň, dostatok vlahy a živín) uskladnia vo forme chemickej energie maximálne 5 kJ t.j. 10 %. Pričom v priemere na celú biosféru – Zem a rok je to len 0,2 kJ.

Čistá primárna produkcia je v prvom prípade 4 kJ t.j. 80 % hrubej produkcie a v druhomprípade len 0,1 kJ t.j. 50 % hrubej produkcie.

Na ďalšom stupni (bylinožravce) je táto energia premenené v biomasu bylinožravca s účinnosťou približne 20 %.  V ročnom priemere zostane teda už len 0,2 kJ (20J) t.j. 0,4%.

Na ďalšom stupni (mäsožravce) je účinnosť opäť len 20 % t.j. 4 J využitelnej energie.

Schéma prenosu energie medzi jednotlivými stupňami tab.:1

Horný okraj atmosféry

Povrch Zeme

Hrubá primárna produkcia

Čistá primárna produkcia

Produkcia bylinožravca

Produkcia mäsožravca

A

100

50

5

4

0,8

0,16

B

100

50

1

0,5

0,1

0,02

C

100

50

0,2

0,1

0,02

0,004

A – maximálne krátkodobé hodnoty,

B – priemerné hodnoty v priaznivých podmienkach,

C – priemer pre biosféru.

Z pôvodnej energie, ktorá dopadne na Zem (100 kJ) po prechode troma trofickými úrovňami zostane využiteľnej energie len 4J (0,004 kJ) využiteľnej energie.

Preto sú trofické reťazce na Zemi krátke, maximálne dosahujú päť stupňov.

POPULAČNÁ HUSTOTA, INTERAKCIA MEDZI DRUHMI BIODIVERZITA.

Populácia – je skupina rastlín alebo živočíchov určitého druhu, ktorí majú spoločný genofond a žijú v určitom vymedzenom priestore a čase.

Populáciu je možné charakterizovať základnými populačnými parametrami:

NATALITA   +                     POČETNOSŤ, BIOMASA            -  MORTALITA

____________________                   POPULÁCIA                 __________________

IMIGRÁCIA  +                                                                             -  EMIGRÁCIA

Natalita a imigrácia zvyšujú početnosť populácie naopak mortalita a emigrácia znižujú početnosť populácie.

Vplyv na početnosť populácie má ekologická nika – je súborom všetkých činiteľov prostredia, ktoré vplývajú na organizmus alebo populáciu. V určitom obsadenom priestore využíva organizmus alebo populácia na svoje životné funkcie (množenie, rast, potrava, vzťahy medzi partnermi a nepriateľmi atď.). Nika je všeobecnejší pojem ako stanovište. Pod týmto pojmom rozumieme iba miesto, na ktorom žije príslušný biologický druh. Nika nie je len miesto, kde žije príslušný druh, ale zahrňuje aj vzťahy k ostatným druhom vrátane abiotických zložiek prostredia. Ak dôjde kprekrytiu ník dvoch druhov na jednom stanovišti, potom bude dochádzať k silnej konkurencii – kompetícii s následným vymiznutím jedného z nich. Podľa Oduma stanovište je adresou a nika je zamestnaním organizmu. Organizmy sa zvyčajne vyvíjajú tak, aby nimi obsadzovaná nika bola čo najrýchlejšie a maximálne využitá. Priestorovo môže byť nika úzka alebo veľmi široká. Človek preferuje rozšírenie niektorých živočíchov na Zemi a nimi obsadzuje vhodné niky (rozšírenie hovädzieho dobytka na úkor pôvodných bylinožravcov).

Početnosť na jednotku plochy, alebo objemu nazývame hustota (denzitia). Rozdeľujeme ju nasledovne:

-          hrubá hustota, početnosť na celú plochu,

-          ekologická hustota, početnosť viazaná na tú časť plochy alebo objemu na ktorej sa členovia populácie vyskytujú (čistá hustota).

Natalita je schopnosť živých organizmov udržovať svoju početnosť v súlade s podmienkami prostredia, ale aj schopnosť rýchle zväčšovať populáciu ak sa podmienky zlepšia.

Poznáme ekologickú natalitu t.j. reálnu množivosť a maximálne možnú natalitu, ktorá sa realizuje vo zvlášť vhodných podmienkach. Rozdiel medzi maximálne možnou natalitou (reprodukčným potenciálom) a ich ekologickou (realizovanou) natalitou súvisí s prirodzeným výberom.

Čistá ročná rýchlosť množivosti (Ro) sa rovná súčtu natality (mx) a mortality (lx).

Ro = suma lx . mx

Platí to pre populácie, ktorých početnosť sa málo mení.

Obecne je možné konštatovať, že populácia je :

-          stabilná, ak Ro = 0,

-          rastúca, Ro< 1,

-          klesajúca Ro > 1.

Vekové zloženie populácie, je významnou populačnou charakteristikou. Z vekového zloženia je možné usudzovať o zmenách početnosti populácie.

U rastúcej populácii prevažujú mladé vekové triedy, u rovnovážnych populácií je vekové zloženie vyrovnané. U populácií, kde prevládajú starí jedinci je možné predpokladať neúspech v rozmnožovaní a následný pokles populácie.

Rozdiely v úspešnosti rozmnožovania ovplyvňujú existenciu početnosti vekových tried. Početné vekové triedy sú v populácii nápadné mnoho rokov. Vtedy hovoríme o dominantnej vekovej triede.

Mortalita (úmrtnosť), populačná charakteristika spolurozhodujúca o početnosti populácie, je to v podstate úbytok jedincov z populácie.

Rast početnosti populácie. Ak v populácii prevažuje natalita nad mortalitou jej početnosť sa zvyšuje. Existuje však aj medzná hodnota početnosti populácie, nad ktorú už populácia ďalej nenarastie.

Zjednodušene je možné hovoriť, že populácia zvyšuje svoju početnosť podľa dvoch základných typov kriviek:

-          exponencionálnej,

-          logistickej,

V oboch prípadoch je potrebné uvažovať o dvoch hraniciach a to minimálna bezpečná početnosť a maximálna početnosť (nosná kapacita prostredia).

Ak dosiahne počet členov populácie (N) nosnú kapacitu prostredia (K) k populácii, tak potom početnosť populácie ďalej nerastie.

exponencionálneho rastu populácie po dosiahnutí nosnej kapacity (K) dôjde k rýchlemu pádu početnosti populácie. V prípade klesnutia početnosti populácie pod bezpečný početnosť, tak môže dôjsť k zániku populácie.

Exponenciálny rast populácie je charakteristický pre druhy majúce vysokú rozmnožovaciu schopnosť, majúce mnoho mlaďat u živočíchov (ryby, hmyz). Naopak logistickú krivku sledujú hlavne druhy s malým počtom mlaďat (veľký cicavci). Za výnimku je možné považovať človeka, ktorý sleduje exponencionálnu krivku, pre je schopnosť prispôsobovať si životné prostredie svojim potrebám.

Kolísanie početnosti populácie. V prírode sa nestretávame s populáciami, ktorých početnosť by sa v priebehu času nemenila. Poznáme sezónne, ročné a viacročné kolísanie početností populácií. V priebehu sezóny sa početnosť populácie najskôr zvyšuje (stúpa početnosť mladších vekových tried) a následne poklesne na úroveň zodpovedajúcu priemerným podmienkam prostredia. U viacročných cyklov rozoznávame 3 – 4 ročné (lumík), ale aj 9 – 10 ročné. Dlhšie cykly  nie sú známe pre nedostatok porovnacích hodnôt. Dlhodobejšie cykly kolísania populácií sú pravdepodobne ovplyvňované hlavne zmenami klímy.

Vzťahy medzi populáciami. Populácie jednotlivých druhov ak žijú v jednom prostredí, v jednom spoločenstve sa navzájom ovplyvňujú:

-          negatívne,

-          pozitívne

-          neovplyvňujú sa.

Základným typom vzťahu medzi populáciami je kompeticia t.j. súťaž medzi jednotlivcami rôznych druhov i vo vnútri druhu) o nejaký zdroj, ktorý je obmedzený. V tejto súvislosti je možné hovoriť o konkurenčnom vylučovaní. Dva druhy s rovnakými nárokmi, na potravu a prostredie, nemôžu byť v jednom prostredí. Zvláštny prípad kompeticie je predácia, kde sa jeden druh živí druhým druhom (dravec je väčší ako korisť) a parazitizmus (parazit je menší ako hostiteľ).

Ak príslušníci jednej populácie produkujú látky, ktoré obmedzujú až znemožňujú existenciu inej populácie hovoríme o alelopatii.

Z dlhodobého pohľadu neexistuje v prírode absolútne úspešný dravec alebo parazit. Ten by totiž zlikvidoval celú populáciu svojej koristi a sám by zahynul.

Kompeticia predstavuje záporné vzťahy. Ako kladné vzťahy medzi populáciami je možné hovoriť o

-          Protokooperatívnosť – začínajúca spolupráca (rastlina – opeľovač),

-          Mutualizmus (obligátna symbióza) napr. termity nestrávia celulózu bez prvkov v črevách a prvoky nedokážu žiť v inom ako črevnom prostredí termitov,

-          Mykorhízamycélium húb žije v blízkosti koreňov rastlín a tým zlepšujú prijímanie živín koreňmi a huby získavajú pre svoj život produkty fotosyntézy,

-          Altruizmus – jeden jedinec prispeje k prežitiu iného a zároveň zníži šancu svojho prežitia (sociálny hmyz).

Spoločenstvo je súbor populácií na jednom mieste (biotope). Neživé prostredie a spoločenstvo tvorí ekosystém.

Charakteristika spoločenstva je druhová bohatosť (druhová diverzita) a dominancia – dôležitosť jednotlivých druhov v spoločenstve. Spoločenstvo sa vyznačuje stabilitou v zastúpení druhov a biomasy, ale súčasne sa vyvíja s meniacimi sa podmienkami prostredia. Hovoríme o sukcesii prostredia.

Druhová rozmanitosť (pestrosť) rastie úmerne s vekom ekosystému. Čím je ekosystém starší tým viac druhov sa v ňom nachádza.

Stabilita spoločenstiev. Z termodynamického hľadiska je systém stabilný ak je pravdepodobnosť zmien malá. Základom stability je klíma a biochemické cykly.

Druhová diverzita – charakterizuje prežitie druhov nevyhnutných pre funkciu ekosystému.

Ekosystémy majú väčšiu alebo menšiu schopnosť rezistencie t.j schopnsť odolávať zmenám ekologických faktorov a aj mieru reziliencie (pružnosti) t.j. schopnosti vrátiť sa do pôvodného stavu.

Biologický diverzitu je možné zjednodušene charakterizovať ako rôznorodosť a rozrôznenosť živých foriem hmoty. Biodiverzita odpovedá vnútornej a medzidruhovej variabilite živých organizmov a ich ekosystémových komplexov , alebo Biodiverzita je počet jednotiek a ich relatívna početnosť, pričom jednotky sú organizované na rôznych úrovniach, od chemických štruktúr až po komplexné ekosystémy.

Vznik a vymieranie druhov, v priebehu 4,5 miliardy rokov (pravdepodobná existencia života) predpokladáme, že žilo spolu okolo 500 miliónov druhov organizmov. Súčasný odhad je 5 – 30 miliónov, 94 – 99 % druhov vymrelo.

Najpravdepodobnejšou  teóriou vzniku nových druhov je vznik geologickej bariéry a následnou vhodnou mutáciou genómu.

            V dlhodobom priemere zaniklo za 1 mil. rokov približne 9 % druhov t.j. 1 druh za 5 rokov. V súčasnosti zaniká niekoľko až desiatok druhov ročne, hlavne hmyzu.

Hlavnou príčinou ohrozenia biologickej rôznorodosti a tým jej stability je primárne rast ľudskej populácie od ktorého sa odvíjajú druhotné príčiny:

1/ Zmena biotopov, habitatu, vznik a rozvoj agrosyntézie, odlesňovanie, odvodňovanie, zavlažovanie, ťažba surovín, budovanie sídiel,

2/ Intoxikácia prostredia,

3/ Lov, odchyt a zber,

4/ Introdukcia cudzích druhov,

5/ Vojny.

Dôvody ochrany biodiverzity:

1/ Ekonomické dôvody. Z 250 000 druhov vyšších rastlín iba asi 3000 druhov v obžive ľudí tvorí 95 %,

2/ Vedecké dôvody,

3/ Estetické dôvody,

4/ Etické hľadisko,

5/ Ekologický servis je najdôležitejším dôvodom pre ochranu biosféry so všetkými vlastnosťami a predovšetkým previazanosťou jednotlivých dejov so samotným životom človeka.

ORGANIZÁCIA NA ÚROVNI EKOSYSTÉMU, ZLOŽKY, KOLOBEH LÁTOK V PRÍRODE.

Jednotlivé ekosystémy (súše a svetový oceán) v prírode sú navzájom prepojené vodnými tokmi, vzdušnými cestami a navzájom si medzi sebou (cyklicky) vymieňajú obrovské množstvá hmoty, hovoríme o kolobehu látok v prírode.

Abiotické (neživé) cykly, ktoré začali na Zemi pred vznikom života, zahrňujú komplex geologických, hydrologických a atmosferických procesov.

So vznikom života a rastúcou úlohou živých organizmov je kolobeh látok riadený spoločne komplexom geologických, geochemických , hydrologických a atmosférických procesov.

Opakované využitie hmoty v rámci biochemických cyklov dosahuje pravdepodobne až 90 – 95 %.

Človek často mení smer biochemických cyklov tým, že do nich zapojuje ďalšie v nemalých množstvách.

Biochemický proces je jednou z charakteristík ktorou môžeme analyzovať fungovanie ekosystémov. Jednotlivé fázy na seba naväzujú a je to v podstate uzavretá špirálovitá dráha chemických prvkov v biosfére a v ekosystémoch od neživého po živé organizmy a späť. Týka sa to hlavne uhlíka, dusíka, fosforu, síry, vody, biogénnych kationtov draslíka (K), vápnika (Ca), mangánu (Mg)

Sedimentačný a horninový proces. Eróziou vznikajú na súši a v moriach sedimenty (usadeniny). Ich postupným spevňovaním (tlakom) následne usadené horniny. Ak klesnú dostatočne hlboko a kombináciou tlaku a teploty (vysoký tlak, teplota 200 - 500sC) tieto horniny sa menia na metamorfované horniny. Vo väčších hĺbkach (700 km) sa roztavia na magmu . Kedže magma je ľahšia, tak stúpa na povrch Zeme, kde tuhne na vyvrené horniny. Nastáva erózia a cyklus sa uzatvára a opakuje. Energetických zdrojom horninového cyklu je Slnko a termojaderná reakcia v jadre Zeme.

Cyklus vody. Vplyv vody je viazaný na odplyňovanie zemského vnútra. Voda obsiahnutá v týchto plynoch (kondenzovaná na povrchu našej planéty) sa nazýva juvenilná voda. Pohyb vody a jej výmena medzi oceánom a pevninou je spojený s energetickou bilanciou Zeme a zároveň sa podieľa na tvorbe a udržiavaní klimatu Zeme. Na celú Zem naprší ročne cca 440Tt (1 Tt = 10ą˛t, objemovo 1 Tt = 1000kmł). Z toho do oceánov naprší 380 Tt a na pevninu 100 Tt. Z oceánu sa za rovnakú dobu vyparí 380 Tt vody a z pevniny 60 Tt. Negatívna bilancia oceánov  (-40Tt) sa vyrovnáva prítokom sladkej vody z pevniny. Oceán obsahuje približne 136 800 Tt, t.j. 136 mil. kmł vody.

Obr. 4. Cyklus vody na Zemi. V- výpar z mora a z pevniny, S – zrážky, P – prítok z pevniny do mora.

Tab.: Množstvo vody na Zemi

kmł

Oceány

1 360 mil.

Ľadovce, stála snehová pokrývka

24 mil

Podzemná voda

8 mil

Pôdna vlaha, voda v pásme prevzdušnenia

65 000

Jazerá

235 000

Nádrže, bažiny, rieky

13 250

Atmosféra (pary) do výšky 11 km

13 000

CELKOVÁ ZÁSOBA VODY

1 392 325 250

Voda však neprechádza zemským cyklom vždy rovnako dlho. Najdlhšie sa voda zdržiava vo večnom snehu a ľade, v hlbinných oceánoch a najkratšiu dobu v malých vodných tokoch a v pôde.

Tab.: Priemerná doba zotrvania vody v rôznych prostrediach a formách

Prostredie

Doba

Permanetný sneh

9 700 rokov

Oceán

2 500 rokov

Podzemná voda

1 400 rokov

Jazerá

17 rokov

Mokrade

5 rokov

Pôdna vlhkosť

1 rok

Potoky

16 dní

Atmosférická vlhkosť   

8 dní

To je veľký kolobeh vody na povrchu Zeme .

Malá kolobeh (cyklus) je možné charakterizovať nasledujúcimi fázami:

Príjem – prienik – transpirácia – infiltrácia – povrchový odtok.

Ekosystémy pôsobia vo vzťahu ku zrážkam ako filter a to na dvoch úrovniach :

 vo fytocenózev pôde a zásobuje vodné toky, povrchové a podzemné nádrže ako aj odparovaním do plynnej skupenstva. Transpirovaná voda podstatnou mierou rozhoduje o primárnej produkcii ekosystémov.

Cyklus uhlíka

V zemskej kôre je uhlík obsiahnutý väčšinou v sedimentoch (vápence) ale aj vo fosílnych palivách.

Uhlík je základnou zložkou organickej hmoty živých organizmov. V sušine biomasy vyšších zelených rastlín je v priemere 45 % uhlíka. Rýchlosť obratu (cyklu) uhlíka v ekosystémoch je daná rýchlosťou fotosyntetického príjmu CO2 primárnymi producentami zo vzduchu, potom jeho zotrvaním vo vytvorených organických látkach, dobou zotrvania v opade a tým aj rýchlosťou ich rozkladu (zotrvaním vo forme humusu). Kedže primárna produkcia a rozklad organickej hmoty je závislý od podmienok prostredia je rýchlosť obratu (cyklu) uhlíka určená v podstate klimatickými podmienkami.

Doba obratu uhlíka je u živých organizmov približne 20 rokov. Len cca 0,5 % uhlíka je viazaného v sedimentoch. V tejto časti cyklu je doba obratu približne 20 000 rokov.

V procese obehu uhlíka vzniká na Zemi ročne 100 – 200 mil. ton CO2 (dýchaním organizmov) a rovnaké množstvo je spotrebované zelenými rastlinami (1 g sušiny = 0,45 g C). Ročná produkcia biomasy je odhadovaná na 170 miliárd t. Človek zasahuje negatívne do cyklu uhlíka spaľovaním fosílnych palív ( uvoľnenie dosahuje 5 – 10 miliárd ton), oproti tomu predcivilizačný tok uhlíka (sopky, požiare) bol o dva rády nižší.

Cyklus dusíka je zložitý, ale prebieha spoľahlivo a rýchlo. Vzduch obsahuje 80 % N2 a je zásobárňou pre ekosystémy. Do ekosystémov sa dostáva viacerými spôsobmi_

-                          Pri elektrických výbojoch, pri búrkach a so zrážkami do pôdy. Ročne to môže byť na 1 ha 1 – 4 kg dusičnanov a dusitanov,

-                          Činnosťou mikroorganizmov fixujúcich dusík, najviac a to 150– 400 kg . ha-1. Najúčinnejšie sú baktérie žijúce v symbióze s vikovitými rastlinami,

-                          Proteid odumretých živočíchov v dôsledku bakteriálnej činnosti sa mení  amoniak na dusitany a dusičnany,

-                          Do ovzdušia uvolňujú dusík denitrifikačné baktérie rozkladajúce dusičnany na N2, ktorý sa uvolňuje do atmosféry,

-                          Príjem rastlionami je len vo forme NO3 alebo NH4, ktoré vznikajú z bielkovín mŕtvych tiel v reťazci rozkladu, transformácie a mineralizácie,

-                          Dusík z cyklu aj vystupuje: rieky ho odnášajú do oceánov a hromadí sa v hlbinných sedimentoch. Cez morské organizmy – fytoplanktón vstupuje spolu s fosforom do dravých rýb, vtákov a cicavcov späť na súš (guano).

Cyklus fosforu je jednoduchý otvorený kolobeh potrebný pri procese premien energie a ním sa odlišuje živá protoplazma od neživej hmoty. Hlavným zásobníkom fosforu sú horniny a sedimenty (apatit, fosforit), ktorých zvetrávaním sa dostáva do pôdy vo forme fosforečnanov, ktoré sú nevyhnutné pre minerálnu výživu rastlín. Fosfor je nevyhnutným stavebným kameňom tiel organizmov, je súčasťou nukleových kyselín a biomembrán a dôležitou súčasťou energetických zásobníkov. Podobne ako dusík je aj fosfor postupne vyplavovaný a odnášaný do morských hlbín (sedimentov). Do tohto cyklu tiež yasahuje človek hlavne ťažbou hornín.



Cyklus síry. Síra vo svojom cykle sa mení z jednej formy do druhej činnosťou mikroorganizmov v pôde a v sedimentoch. Cyklus začína rozpadom hornín obsahujúcich pyrit, chalkopyrit a z rozkladu organickej hmoty rastlín. Živé organizmy využívajú síru v podobe sulfátov. Síra sama je časťou aminokyselín a bielkovín. V hlbinných sedimentoch sa síra mení na sulfity. Človek ovplyvňuje kolobeh síry hlavne spaľovaním fosilných palív s obsahom síry (hnedé uhlie, ropa).

JEDNOTLLIVEC V EKOSYSTÉME, ČLOVEK, VPLYV ČLOVEKA NA ŽIVOTNÉ PROSTREDIE

Organizmus – jedinec (indivídum) – je funkčný biotický systém, ktorý môže byť od najjednoduchšieho systému (buňka), väčšinou sa však skladá z mnohých buniek zoskupených do pletív, tkanín a orgánov. Predpokladom pre existenciu, rast a vývoj živých organizmov je súčinný metabolizmus. Vlastnou podstatou rastu je syntéza nových organických látok a pribúdanie hmotnosti biomasy. Komplexná výmena látok medzi jedincom a jeho prostredím (metabolizmus) ma tieto fázy:

a/ konzumácia (K) absorpciou alebo pohltením.

b/ asimilácia (A) časti pohltených produktov, asimilované organické látky tvoria dve hlavné skupiny:

-                          stavebné látky, potrebné na tvorbu hmoty organizmu. Hmota takto vzniknutá tvorí čistú produkciu (PN),

-                          látky energetické – ich spaľovaním v procese respirácie (R) a fermentácie (F) vzniká energia potrebná pre chemické sysntézy, ktoré vedú k rozmnožovaniu biomasy (AB) a pre ďalšiu činnosť organizmu, pričom platí A =  PN + R.

c/ disimilácia (katabolizmus) zahrňuje respiráciu (R), čo je disimilácia určitých asimilovaných látok (redukcia kyslíkom) na H2O a CO2. Pri anerobiore je spa+ovanie energetických látok neúplné a okrem CO2 vznikajú ešte ďalšie, jednoduché látky (etylalkohol, kyselina maslová, ..) vtedy hovoríme o fermentácii. Katabolizmom vznikajú aj ďalšie zložitejšie odpady nazývané exkrementami. Moč je splodina metabolizmu niektorých živočíchov, u rastlín vznikajú komplexné organické látky (terpény, glykozidy a alkaloidy) často schopné ovplyvňovať ľudský metabolizmus (liečivá, jedovaté účinky).

d/ separácia – vylučovanie zvyškov rôzneho pôvodu do vonkajšieho prostredia:

·          neasimilované látky (NA)

·         disimilované látky  - respirácia (R),

·          fermentácia (F),

·          exkrementácia (U),

·          látky asimilované v nadbytku – sekrécia.

Niekedy je veľmi ťažké odlíšiť tú časť konzumácie, ktorá nebola využitá ani pre produkciu ani pre respiráciu (FU).

Podľa prírastku biomasy môžeme rozlišovať rast ako

-                          pozitívny (znamená rast),

-                          nulový (stabilný stav),

-                          negatívny (úbytok).

Jedinec rastie, jeho rast je sprevádzaný vývojom, dochádza k postupným morfologickým zmenám, od embria až po plne diferencovaného dospelého jedinca.

Počas svojho rastu sa musí jedinec prispôsobovať podmienkam prostredia v ktorom žije.

Jedinec v určitej fázy svojho vývoja (dospelosti) sa začína rozmnožovať, dáva vzniknúť rôznemu množstvu nových jedincov (indivíduí), ktoré následne tvoria populáciu.

Spôsoby rozmnožovania môžeme deliť:

-                          vegetatívne,

-                          generatívne (pohlavné),

S pohlavným spôsobom rozmnožovania sú viazané problémy dedičnosti.

Neobmedzené rozmnožovanie by mohlo viesť k nadmernému potomstvu. Biologický potenciál sa nikdy nerealizuje, nakoľko podmienky prostredia nie sú nikdy dostatočne priaznivé (rezistencia prostredia).

Jedinec je citlivý (dráždivý) je schopný reagovať na podnet (stimul) z vonkajšieho prostredia. Táto reakcia môže byť:

            - mechanická (tropizmy),

- chemická (sekrécia),

- psychická (stres).

Až do neolitu (mladšia doba kamenná) môžeme považovať populáciu človeka za bežnú poluláciu iného druhu vyššieho primáta žijúceho v súlade s ekosystémom. Ním spôsobené zmeny boli dočasné a vratné (reverzibilné). Do „objavu ohňa“ využíval len energiu slnečnú. Toto obdobie nazývame obdobím „loveckozberaťelským“ ( I.).

Nasledujúce obdobie je charakterizované využívaním pôdy k pastve a k pestovaniu rastlín. Trvalo od neolitickej revolúcie (cca pred 10 000 rokmi) až prakticky do stredoveku. Energie, ktoré človek získaval, dokázal už transformovať z jednej formy do druhej (vodné kolesá, veterné mlyny, hute, ťažné zvieratá).

Človek postupne vytváral agrosystém s monokultúrami. V období poľnohospodárskopastiernickom ( II.) už spôsoboval lokálne zmeny trvalejšieho charakteru často až nezvratné.

Posledných 400 rokov spôsobuje najväčšie zmeny. Toto obdobie je nazývané ako obdobie priemyselné (industriálne) (III.). Zmeny v prostredí už nie sú len miestne (lokálne), ale regionálne až globálné. Zmeny sú veľmi často iriverzibilné a z pohľadu ovplyvňovania ľudského genomutransgeneračne.

Preto z pohľadu vývoja ľudskej populácie prirodzený výber prestáva hrať úlohu.

.Človek je jediný druh, ktorého početnosť stále rastie exponencionálne.. Tento vývoj je známy aj u iných druhov, ale vždy nakoniec viedol k kolapsu, zrúteniu populácie (nedostatok potravy, priestoru, .)

Vývoj spoločnosti a jej vplyv na ŽP

Doba

Energia

Vplyv na ŽP

I.

(2 mil.)

35. – 12.

tisíc rokov

Ľudská sila (biomasa, oheň

človek súčasťou prirodzených

ekosystémov

Závislosť na toku energií

ekosystémami

LOKÁLNE

REVERZIBILNÉ

(vyhynutie veľkých cicavcov)

II.

12. tisíc

300 rokov

ľudská sila, slnečná energia

(voda, vzduch, biomasa)

zámerné usmerňovanie tokov energie,

dotácie do agrosystémov

REGIONÁLNY

Čiastočne IREVERZIBILNÝ

Erózia, lomy, odlesňovanie, urbanizácia, domestikácia

III.

300 rokov

až dnes

Prevážne neobnovitelné fosílne zdroje, jadrová energie.

Premena a transport energie

TRANSGENERAČNÝ,

GLOBÁLNY,

IREVERZIBILNÝ

Všetky zložky prostredia, genofond, okolitý vesmír.

.Človek je jediný druh, ktorého početnosť stále rastie exponencionálne.. Tento vývoj je známy aj u iných druhov, ale vždy nakoniec viedol k kolapsu, zrúteniu populácie (nedostatok potravy, priestoru, .)

Na druhej strane existuje aj hranica minima. U väčšiny druhov je charakteristický vývoj populácie tzv. logistickou krivkou.

Popisom zmien a štúdiom populácie človeka sa zaoberá demografia.

Príčiny zmien v životnom prostredí je možné rozdeliť na

-                          prírodné a

-                          spôsobené človekom.

Prírodné zmeny vo väčšine prebiehajú v dlhých časových obdobiach a organizmy sa môžu prispôsobiť, zmeny spôsobené človekom sú veľmi rýchle a organizmy sa im nestíhajú prispôsobovať.

Hlavnou príčinou negatívnych zmien je rýchly rast počtu obyvateľstva a z toho vyplýva

-                          nedostatok potravín,

-                          vyčerpanie prírodných zdrojov,

-                          zhoršovanie životného prostredia človeka a ostatných organizmov,

-                          hrozba jadrovej vojny.

Faktory životného prostredia popri ostatných účinkoch majú aj spoločenské účinky a tie sú rovnako závažné napr. znižuje sa imunita organizmov.

PRODUKCIA A ROZKLAD ENERGIE, PRODUKTIVITA EKOSYSTÉMU.

Popri slnečnej energie (10 – 45 – 45 %) pri produkcii biomasy sú potrebné aj ostatné látky.

Rastliny využívajú k fotosyntéze viditeľnú časť spektra a to predovšetkým modré a červené svetlo. Veľkú časť zeleného svetla odrážajú.

Každému molu CO2 zodpovedá 477 kJ energie u fotosyntézy. Ale fotosyntetizujúce sírne baktérie získavajú vodík potrebný na syntézu cukrov zo sírovodíka a nie z vody ako zelené rastliny. Niektoré bezbarevné sinice syntetizujú cukor bez prítomnosti svetla. Energiu získavajú oxidáciou sírovodíkov na elementárnu síru až na sírany, pričom ale získavajú len 2,1 kJ energie na 1 gram oxidovanej síry.

Všetku biomasu akumulovanú rastlinou v priebehu fotosyntézy nazývame hrubou primárnou produkciou, po odčítaní biomasy (energie) spotrebovanej na primárne funkcie (dýchanie) dostaneme čistú primárnu produkciu.

Rovnicu fotosyntézy je možné napísať v tvare:

6. CO2 + 6. H2O + energia = C6H12O6 + 6. H2O + 6.O2

ale aj v tvare

5421 kJ energie žiarenia + 106. CO2 + 90. H2O + 16. NO3 + 1. PO4 + minerálne látky = 54 kJ ďalej využiteľnej energie obsiahnutej v 3,258 g protoplazmy (zloženie 106C, 180 H, 46 O2, 16 N, 1 P, 0,815 popolovín) + 5367 J rozptýlenej tepelnej energie dlhovlnného žiarenia (99 % vstupu energie).

Z tejto rovnice je vidieť, že jednotlivé prvky, stavebné kamene, z ktorých je vytvorená nová organická hmota (nová biomasa) sú v určitých pevných proporciách z čoho je možné odhadovať veľkosť produkcie. Preto môžeme merať:

-          množstvo produkovaného kyslíka,

-          množstvo spotrebovaného oxidu uhličitého (CO2),

a tým dôjsť k hodnote produkcie.

Výdaj 1 kg O2 rastlinou zodpovedá približne produkcii 1 kg sušiny (21 kJ). V jednom kg sušiny je 0,45 kg uhlíka, u morského fytoplanktónu vychádzame z toho, že 1 g chlorofylu za 1 hodinu asimiluje 3,7 g C.

Produkcia vytvorená na ďalších stupňoch trofického reťazca (bylinožravce, mäsožravce) je len premenená primárna produkcia zelených rastlín. Účinnosť týchto systémov je o rád vyššia v porovnaní s účinnosťou primárnej produkcie. Vychádza to z toho, že rastliny prijímajú (majú k dispozícii) rozptýlenú energiu slnečného žiarenia, zatiaľ čo bylinožravce a mäsožravce veľmi koncentrovanú energiu biomasy rastlín alebo živočíchov.

Proces tvorby sekundárnej produkcie je možné znázorniť týmto algoritmom:

Energia získaná z nižšej trofickej úrovne

Nevyužiteľná časť hmoty

nezkonzumovaná

Celková prijatá energia

Energia exkrementov

Energia strávená

(metabolizovaná)

Bazálny metabolizmus,

respirácia

Aktivity, rast reprodukcia, čistá produkcia

Z termodynamického hľadiska je systém stabilný, pokiaľ pravdepodobnosť veľkých zmien je malá.

V ekológii za veľkú zmenu je možné považovať takú zmenu, ktorá vedie k deštrukcii ekosystému a následne aj celého biomu.

Základnými faktormi určujúcimi stabilitu ekosystému sú predovšetkým:

-          klíma,

-          biochemické cykly.

Ďalšiou podmienkou je biodiverzita t.j. prežitie druhov nevyhnutných pre funkciu ekosystému. Vieme ale aj, že aj u najviac poškodených ekosystémov existujú náhradné, často veľmi jednoduché spoločenstvá. Stabilitu jednoduchých ekosystémov  (napr. agrosystém) je možné udržať umele tým, že zaisťujeme prísun dodatkovej energie (hnojením).

Jednotlivé ekosystémy prejavujú určitú mieru reverzibility t.j. schopnosť odolávať zmenám ekologických faktorov a zároveň určitú mieru reziliencie t.j. schopnosť vrátiť sa do pôvodného stavu (pružnosť). Rezistencia a reziliencia majú často opačné znamienka. Tropický dažďový les je zložitý biom s veľkou druhovou diverzitou je veľmi stabilný – rezistentný, ale ak je zničený tak je jeho návratnosť do pôvodného stavu aj po veľmi dlhej dobe, ak vôbec.

Mnohí ekológovia sú presvedčení o tom, že čím je druhovo bohatší ekosystém, tým je daný ekosystém stabilnejší. Svoje tvrdenie podopierajú týmito argumentami:

1.      Nestabilnosť jednoduchých ekosystémov (lab. štúdie a mat. modely),

2.      Prisťahovalci z pevniny sa v ostrovných spoločenstvách väčšinou ľahšie ako v pevninových biotopoch,

3.      Invázia a nárast početnosti škodcov sa vyskytuje predovšetkým v jednoduchých systémoch,

4.      Podobné invázie neexistujú v druhovo bohatých spoločenstvách, kde je väčšina nik obsadená,

5.      Umelým znižovaním druhovej diverzity dochádza k rýchlemu nárastu iných druhov (škodcov).

Snaha spojiť diverzitu, produktivitu a stabilitu ekosystémov viedla k dvom syntézam:

  1. Smerovanie ekosystémov v priebehu ich vývoja (sukcesie) k vyššej dokonalosti. Zrelé ekosystémy charakterizuje vysoký objem biomasydiverzitu, dlhé potravinové reťazce, menšie kolísanie početnosti a nízka primárna produkcia na jednotku biomasy. V spoločenstvách prevládajú väčšie druhy organizmov, ktorých populácia je kontrolovaná predovšetkým biotickými faktormi. Odum použil na kvantifikovanie celkovej homeostázi (stability) spoločenstiev pomer celkovej produkcie ku respirácii. V počiatočných fázach prevláda produkcia, vývojom sa mení pomer v prospech respirácie a blíži sa k jednotke, čiže čo je v ekosystéme vyprodukované, to je aj spotrebované.
  2. Historická zoogeografia priniesla rad dôkazov o tom, že aj dobách prehistorických a historických (paleontologické nálezy), aj vtedy boli ekosystémy zaplnené bylinožravcami, dravcami, malými aj veľkými druhami. Nebolo to ani menej ani viacej ako v súčasnosti. Túto historickú stabilitu ekosystémov ovplyvňuje a riadi klíma, množstvo dosažiteľných živín a termodynamické pravidlá.

Základným zdrojom energie je pre Zem Slnko, kde sa neustálymi termojadernými reakciami premieňa vodík na hélium a pritom sa uvolňuje obrovské množstvo energie.

Túto energiu (3,8 . 1026. J.s -1) máme zadarmo a prakticky neobmedzenú dobu. Na Zem smeruje len jedna dvojmiliarda energie vyprodukovanej Slnkom. Ale aj to môže stačiť, aby sme mohli na Zemi žiť aj budúcnosti v dostatku energie.

Štruktúra energie dopadajúcej na Zem je :

-          34 % sa odrazí do atmosféry,

-          66 % do padne na Zem a z toho :

o        42 % ohrieva jej povrch,

o        23 % je spotrebované na kolobeh vody,

o        0,9 % na pohyb vzdušných más,

o        0,1 % sa využíva vo fotosyntéze.

Napokon je však všetka energia opäť vyžiarená v podobe dlhovlnného žiarenia späť do vesmíru. Tým sa tepelná bilancia Zeme udržiava v rovnováhe. Istú malú rolu v tepelnej bilancii Zeme zohráva aj teplo prichádzajúce z vnútra Zeme.

Využitie energie človekom.

Primitívny človek, ktorý nevyužíval oheň spotrebovával energiu obsiahnutú iba v potrave (5 – 10 tisíc kJ).

Od dôb využívania ohňa, pestovania obilia a domácich zvierat sa zvýšila energetická spotreba 5 – 10 krát, v súčasnosti sa denná energetická spotreba zvýšila oproti predchádzajúcemu stavu až 100 krát na úroveň cca 1 mil kJ. Je v tom zahrnutá aj energia potrebná na pohon strojov, dopravnej techniky, klimatizácie, atď.

Dnes sú rozdiely v spotrebe energie obrovské medzi hospodársky vyspelými a rozvojovými krajinami, pričom nemožno povedať, že spotreba energie na osobu je priamo úmerná spoločenskej a priemyselnej vyspelosti konkrétneho štátu.

Preto človek čím ďalej tým viac popri slnečnej energie siaha aj na dodatkovú energiu fosílnych palív (uhlie, ropa, plyn) ale aj na jadrovú energiu. Pritom energia obsiahnutá vo fosílnych palivách je len uskladnená slnečná energia biomasy prvohorných rastlín a živočíchov. Zásoby sú obmedzené – neobnovitelné zdroje energie.

Naopak energia obsiahnutá v biomase rastlín sa môže za určitých podmienok získavať znovu – obnoviteľné zdroje energie. Aj táto energia je len transformovaná energia slnečného žiarenia (1 % slnečnej energie využívanej fotosyntézou). Energetický potenciál základných zdrojov energie je ( v g/kJ): uhlie 30 kJ, lignit 16 kJ, benzín 35 kJ, tuk 39 kJ,

Zo slnečnej energie môžeme odvodiť aj ďalšie zdroje obnovitelnej energie a to:

-          energiu vody,

-          energiu vetra

-          priamo slnečnú energiu (slnečné kolektory na ohrev vody a následne na výrobu elektrickej energie).

V súčasnosti sa vyrába asi 6 % energie vo vodných elektrárnach (USA 4%, Nórsko 50%, Čína 33%). S výstavbou priehrad na vodných tokoch sú problémy (Asuán). V tepelných elektrárnach sa využíva maximálne 40 % energie paliva. Problém je odpadová teplá voda, zmena lokálnej klímy, smog, hmly, ..

Po II. svetovej vojne sa vkladali veľké nadeje do jadrových elektrárn, ako zdroja čistej energie. Energia sa v súčasnosti uvoľnuje štiepením ťažkých jadier. (napr. uránu).

Splynutie ľahkých jadier v ťažšie tzv. jadrová fúzia (napr. premena vodíka na hélium) čo je aj reakcia prebiehajúca na Slnku, je zatiaľ vo fáze experimentov. Ďalší proces je veľmi podobný ako u tepelných elektrární.

Hospodárenie s energiou.

V rámci dopravy vykazuje najväčšiu spotrebu energie letecká doprava až 5,5 MJ.

Energiu je možné usporiť vo všetkých ľudských činnostiach. V domácnosti izoláciou stien, okien a dverí (únik tepla cez okná 25%, steny 15%, strecha 27%, dvere 10 %)

V priemysle sa spotrebuje 40 % energie na pohon strojov v agregátoch. Samotná výroba surovín (hliník, železo, cement, ) je energeticky mimoriadne náročná. Recyklácia týchto surovín znamená veľkú úsporu energie.

Alternatívne zdroje energie.

Na svetovej spotrebe energie sa podieľa energia vyrobená z neobnovitelných zdrojov 75 – 76 % - ami (uhlie 26 %, ropa 34 %, zemný plyn 17 %ň a len 25,5 % je z obnovitelných zdrojov (biomasa 14,5 %, vodné elektrárne 5,7 %, jadrová energia 3,4 %).

Výroba energie je jedna časť celého problému, druhá časť je problém uskladnenia energie.

Energiu môžeme uskladňovať v podobe:

-          vnútornej energie,

-          mechanickej energie,

-          elektrickej energie,

-          chemickej energie.

Chemická energia je uskladňovaná vo forme biomasy (potraviny, fosílne palivá), ale aj rozkladom vody elektrickou energiou a následné využitie vodíka ako paliva. Ale aj napr. v prečerpávacích elektrárňach (účinnosť cca 2/3 energie).

VODA V ŽIVOTNOM PROSTREDÍ, JEJ ZDROJE, SPOTREBA, ODPADOVÉ VODY.

Život bez vody nie je možný. Telá organizmov obsahujú 50 – 95 % vody. Voda je zároveň jedným z najdôležitejších zdrojov, ktorý využívame v priemysle a v domácnostiach.

V oceánoch, ktoré pokrývajú 71 % zemského povrchu je obsiahnutých 97,7 % všetkých zásob vody. Sladká voda je sústredená predovšetkým v ľadovcoch ( 1,7 %), menej je jej v tokoch, jazerách, umelých nádržiach (0,0177 %) a o niečo viac v podzemí ( 0,6 %).

Rozdelenie zásob vody na Zemi.

Dielčie časti hydrosféry

Objem vody (1000 kmł)

% z celkových zásob na Zemi

Povrchová voda na súši

Sladkovodné jazerá

Slané jazerá

Umelé nádrže

Bažiny

Korytá riek

130

105

6

6

1,250

0,0093

0,0075

0,0004

0,0004

0,0001

Podpovrchová voda

Pôdna vlaha

Voda v pásme prevzduš.

Podzemná voda do 800m

Podzemná voda pod 800m

25

40

4 000

4 000

0,0018

0,0029

0,2873

0,2873

Pevninové a horské ľadovce, stály sneh

24 000

1,7237

Voda v atmosfére (do 11 km)

13

0,0009

Svetový oceán

1 360 000

97,6784

CELKOVÉ ZÁSOBY VODY ZEME

1 392 325,25

100

(Jánsky (1992) Geografia morí a oceánov)

Svetové zásoby vody sú tvorené piatimi časťami obehu vody

Vlastnosti vody. Molekula vody sa skladá z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka navzájom spojených polárnou kovalentnou väzbou. Negatívny náboj je posunutý k atómu kyslíka. Vďaka tomu vytvárajú molekuly vody medzi sebou pevné väzby, ktoré ovplyvňujú jej fyzikálne a chemické vlastnosti. Vďaka pevným väzbám medzi molekulami vody sa udrží jej pevné skupenstvo pri normálnom tlaku do 0s C (ľad).

K roztopeniu 1 g ( 0s C) je treba 333 J energie (merné skupenské teplo topenia vody), k odpareniu 1 g vody je treba 2257 J, t.j. merné skupenské teplo odparovania.

Vzhľadom k tomu, že viac ako 70 % zemského povrchu zaujíma vodná plocha, je klíma veľmi závislá na energetických výmenách, ku ktorým dochádza pri zmenách skupenstva vody.

Významnou vlastnosťou  vody je to, že najväčšiu hustotu dosahuje pri teplote 4s C. Voda tejto teploty je najťažšia a preto klesá ku dnu, v zime nezamŕza a umožňuje prežitie organizmov v tomto období.

Dôležité vlastnosti vody:

Vlastnosti vody

Vplyvy a ich význam

Výborné rozpúšťadlo

Transport živín a odpadových produktov, ktorý umožňuje biologické procesy vo vodnom médiu

Najväčšia dielektrická konštanta zo všetkých bežných kvapalín

Vysoká rozpustnosť iónových substancií a ich ionizácia v roztoku

Priepustnosť pre viditeľné svetlo a dlhšie vlnové dĺžky ultrafialového svetla

Bezbarevnosť, ktorá dovoľuje prepúštať svetlo pre fotosyntézu do značných hĺbok vodných útvarov

Po ortuti najväčšie povrchové napätie zo všetkých kvapalín

Je príčinou javov ako vzlínavosť vody v kapilárach hornín, zmáčacia schopnosť, tvorba peny

Maximálna hustota vody pri teplote 4s C

Ľad sa vznáša, vertikálna cirkulácia je obmedzená na stratifikáciu

Vyššie výparné teplo oproti iným materiálov

Determinuje prenos tepla a molekúl medzi atmosférou a vodným prostredím

Vyššia tepelná kapacita oproti ostatným kvapalinám okrem amoniaku

Stabilizuje teplotu organizmov a geografických území

Spotreba vody. Ak uvážime, že človek spotrebúva „sladkú“ vodu z celkovej bilancie vody na Zemi je zrejmé, že má k dispozícii približne 40 000 kmł vody ročne (stabilný odtok). Ak odpočítame vodu, ktorá zmizne v moriach a oceánoch skôr ako ju je možné človekom využiť (prívalové dažde, neobývané oblasti) tak zostáva k využitiu cca 9 000 kmł vody.

Spotreba vody človekom môže byť priama – pitie 1– 3l, sprcha 50 –150 l, kúpeľ 200 l, v priemere je denná spotreba vody približne 300 l na obyvateľa. Nerovnomernosť rozdelenia vody, ktorá je k dispozícii a aj v spotrebe je veľmi veľká.

Podstatne viac vody sa spotrebuje nepriamo a to v priemysle a poľnohospodárstve (výroba jedného automobilu 836 t, 1 kg papiera 0,8 t, produkcia 1 kg bavlny 16 t, 1 kg ryže 4,7 t, 1 kg pšenice 1,4 t vody).

Preto je voda významnou a limitujúcou surovinou existencie života ľudstva.

Znečistenie vody. Chemicky čistá voda neexistuje. Voda v prírode obsahuje celý rad prímesí (je dobrým rozpúšťadlom) a to hlavne anorganické soli, organické látky (cukry, alkohol, organické kyseliny). Ale aj látky čiastočne rozpustné. Niektoré kovy reagujú vo vodnom prostredí  s ďalšími a vytvárajú rozpustné zlúčeniny. Voda obsahuje aj nerozpustné častice, ktoré ak sú dostatočne malé (pod 1 mikrometer (10-6 m) zostávajú vo vodnom stĺpci a väčšie postupne vo vode sedimentujú a je ich možné odstrániť (napr. filtráciou).

Voda je aj oživená organizmami (baktérie, víry, rastliny, živočíchovia) a ich rozkladajúce sa telá v rôznom stupni rozkladu. Ďalej sú v nej rozpustné aj niektoré plyny a ďalšie látky.

Ľudskou činnosťou sa do vody dostáva množstvo látok, ktoré narúšajú je prirodzenú skladbu a tým aj jej ďalšiu využiteľnosť človekom a ostatnými organizmami. Vodu s obsahom týchto látok nazývame znečistenou vodou.

Voda môže byť znečistená z rôznych zdrojov:

a)      priemyselné a mestské odpadové vody, tzv. bodové znečistenie,

b)      splašky a priesaky najrôznejších škodlivín z veľkých plôch tzv. plošné znečistenie,

c)      zrážkové vody, väčšinou z nízkym Ph.

Podľa normy sa člení akosť vody do piatich tried :

I.                    Voda vhodná pre všetky využitia – vodárenské účely, potravinárstvo, priemysel,

II.                 Voda využiteľná pre väčšinu užití – vodárenstvo, vodné športy, chov rýb, zásobovanie pitnou vodou, krajinotvorná hodnota,




III.               Voda vhodná pre zásobovanie priemyslu, pre vodárenske účely využiteľná podmienečne (po viacstupňovej technológii úpravy),

IV.              Voda vhodná len pre omedzené účely,

V.                Voda nevhodná pre žiadne účely.

Voda v horskom potoku obsahuje len málo rozpustných a nerozpustných látok (málo živín). Produkcia organickej hmoty je nízka. Voda v nížinách s vysokým obsahom živín a veľkou biomasou vykazuje vysoký prírastok biomasy hovoríme o entrofných  - úživných vodách. Zvýšená úživnosť vody spôsobená človekom je antropogenná entrofizácia.

Organické znečistenie vody je odbúravané mikroorganizmami, ktoré tým získavajú energiu a mineralizujú ho, k svojej činnosti – existencii potrebujú kyslík O2. Množstvo kyslíka potrebného k mineralizácii je tzv. biochemická spotreba kyslíka (BSK). Pre čistú vodu je to 2 – 5 mg O2 na 1 liter, u splaškových vôd to môžu byť až stovky mg O2 na jeden liter vody.

Voda vykazuje aj určitú mieru samočistiacej schopnosti  -schopnosti poradiť si s organickým znečistením za prítomnosti mikroorganizmov.

Znečistenie sa dostáva riekami do morí , kde sa hromadí v sedimentoch a tým sa vo väčšej miera dostáva do kolobehu látok. Preto ochrana morí nie je len problémom prímorských krajín.

Znečistenie vody je možné rozdeliť do nasledujúcich kategórií:

a)                          patogénne rastliny, mestské odpadové vody (sekrementy, ). K indikácii fekálneho znečistenia sa využívajú koliformné baktérie,

b)                          organické látky, netoxické organické látky, odpady. K ich rozkladu je potrebný kyslík a príslušné mikroorganizmy,

c)                          základné živiny (hlavne dusík, fosfor a ich zlúčeniny), ktoré sú dôležité pre život rastlín a živočíchov. Ich koncentrácia stúpa hlavne intenzívnym poľnohospodárstvom. Maximálna hodnota dusičnanov je 10 mg na 1 liter. Najviac sú zaťažené dusičnanami a fosforom Európa a Severná Amerika,

d)                          ťažké (toxické) kovy – kadmium, ortuť, chróm, meď, olovo, zinok ale aj arzén. Po dlhodobom vystavení môže dôjsť k otravám. Majú schopnosť sa ukladať v živých organizmoch.

e)                          organické toxické látky – pesticídy, PCB, PLBB, PCDF PAH, ropné látky v snahe zvyšovať poľnohospodársku činnosť. Dochádza ku koncentrácii v potravinovom reťazci (napr.: DDT).

f)                           suspendované látky (vznášajúce sa látky) ich zdrojom je erózia, častice organického pôvodu a látky, ktoré sa dostali do vody činnosťou človeka. Väčšinou sedimentujú.

g)                          zvýšená koncentrácia solí (salinizácia) je spôsobená kombináciou zavlažovania, špatnej drenáže a vysokého výparu.

h)                          atmosferické imisie – kyslé dažde, ktoré menia pH vody až po zmeny spoločenstiev vodných organizmov. Škodliviny sú tu SO2 a NO2 so spaľovacích procesov hlavne fosílnych palív.

i)                            odpadové teplo ako následok industrializácie

j)                           rádioaktivita jednak prirodzenou charakteristikou jednotlivých prvkov vyskytujúcich sa na povrchu, alebo tesne pod povrchom Zeme, ale aj následkom ľudskej činnosti.

Za odpadové vody považujeme vody použité na ľudskú činnosť a na zaistenie samotnej ľudskej existencie a po použití vypustené do recipientu (príjemcu) t.j. vypustené do tokov, nádrží, morí atd. Môžeme ich deliť:

1)                                Splaškové odpadové vody, ktoré vznikajú v domácnostiach, sociálnych zariadeniach, práčovniach, Hlavná časť sú exkrementy a moč (50 – 80 % všetkých organických látok) ale aj znečistenie pracími a čistiacimi prostriedkami. Z anorganických látok je to hlavne chlór. Koncentrácia chlóru v splaškových vodách je až 10 mg.l-1, pritom čistá voda obsahuje maximálne 0,1 mg.l-1. Z organických látok sú to hlavne sacharidy, organické kyseliny a lipidy . Stupeň organického znečistenia sa určuje pomocou biologickej spotreby kyslíka (BSK) a chemickej spotreby kyslíka (ChSK).

2)                                Priemyselné odpadové vody väčšinou je to zmes rôznych typov odpadových vôd so splaškovými vodami. Sú znečistené anorganickými látkami (hute, ťažbauhlia, chemický preimysel) alebo organickými látkami (potravinárstvo), popr. Ich kombináciou (papierenský priemysel, rafinérie). Pre biologické čistenie je dôležitá prítomnosť dusíka a fosforu ako základnej zložky organickej hmoty.

3)                                Odpadové vody poľnohospodárskych závodov. Eróziou sa do pôdy dostávajú spolu s čiastočkami pôdy aj priemyselné hnojivá a pesticídy. Z domácich zvierat exkrementy. Dôsledkom tejto činnosti dochádza už aj znečisťovaniu podzemných zdrojov vôd využívaných na vodárenske účely. Nadmerne vzrástla koncentrácia dusičnanov.

Biologické čistenie odpadových vôd je možné rámcovo rozdeliť do týchto fáz:

-                hrubá a jemná sedimentácia,

-                biologické čistenie od mŕtvej organickej hmoty,

-                čírenie vody.

Týmto procesom je uhlík oxidovaný na CO2 a vodík na H2O. Dusík sa mení na dusitany a dusičnany, ostatné prvky na oxidy alebo na kyslíkové soli.

Na najbežnejšie spôsoby na čistenie vôd sa najčastejšie využívajú aktivačné nádrže na biologické čistenie vôd. Vykonáva sa primiešavaním odpadových vôd do aktivačného kalu ( rozptýlené baktérie, huby a prvoky). Tento proces trvá 4 – 5 hodín. Dôležitý je stály prísun kyslíka prevzdušňovaním. Proces končí sedimentáciou kalu v dosadacej nádrži. Čistenie vody bez prístupu kyslíka sa nazýva anaerobné čistenie. Týmto procesom vzniká plyn v zložení 60 – 90% metán, 5 – 30% oxid uhličitý a v malom zastúpení sirovodík a vodík, obstaravajú ho metonové baktérie.

Čírenie vody sa môže vykonávať chemickými filtrami alebo aktívnym uhlím.

Zdravotné riziká zo znečistenej vody je hlavne vo znečistení toxickými látkami ale aj kyanidmi a nadmernou koncentráciou dusičnanmi.

PÔDA A PEDOSFÉRA, ZNEČISTENIE, OCHRANA

Pôda je prírodný útvar, ktorý sa vyvinul z povrchových zvetralín (materskej horniny) a z organických zbytkov rastlín a živočíchov v závislosti na pôdotvorných  činiteľoch (podnebie, čas, reliéf a živé organizmy).

Materská hornina je východzím materiálom. Môže to byť viac – menej zvetralá hornina, sypké sedimenty alebo skôr vzniknutá pôda.

Zrnitosť substrátu spoluurčuje pôdny druh. Podľa štruktúry rozlišujeme pôdy na:

-          skeletové pôdy na rozpadnutých horninách (kamene),

-          piesčité pôdy na pieskovcoch,

-          hlinité pôdy na sprašoch.

Hlavné pôdotvorné činitele sú:

Podnebie. V suchých a teplých oblastiach prevláda odparovanie nad zrážkami. To vedie k vzlínaniu vody a v nej rozpustených solí k povrchu pôdy a ich zasoľovaniu. Naopak v trópoch bohatých na zrážky nastáva vyplavovanie živín do spodných vrstiev. Väčšina živín je obsiahnutá v biomase stromov (problém vyrubovania tropických dažďových lesov)

Organizmy (edafon). Patria sem baktérie (veľkosť 1 – 10 μm), antinomycety, huby, sinice, riasy a lišajníky). Pôdna fauna. Prvoky, koreňonožce, hlístice atd.Na vývoj pôdy má vplyv aj rastlinný pokryv. Je zdrojom organickej hmoty, chráni pôdu pred eróziou, ovplyvňuje fyzikálne charakteristiky (pH) .

Reliéf povrchu. Nadmorská výška, orientácia k svetovým stranám majú vplyv na vývoj pôdy.  S nadmorskou výškou sa mení množstvo zrážok. Južné expozície sú teplejšie a suchšie.

Pôda sa v čase vyvíja, fyzikálne, chemické a biologické pochody pôsobia v dlhom časovom horizonte. Ak sa pôda v priebehu času nemení (je v rovnovážnom stave s prostredím) hovoríme že dosiahla konečného klimaxového štádia (pôda v trópoch, tundra).

Človek ako pôdotvorný činiteľ svojimi zásahmi môže spôsobiť urýchlenie alebo spomalenie vývoja pôdy.

Zloženie pôd je veľmi odlišné pokiaľ ide o pomerné zastúpenie prvkov. Len osem prvkov je v zemskej kôre zastúpené viac ako 1% (O – 46,6%, Si – 27,7%, Al – 8,1%, Fe – 5%, Ca – 3,7%, K – 2,6%, Mg – 2,1%). Rastliny potrebujú však mimo týchto makro aj mikroživiny v rôznych pomeroch (P, B, Mo, Cl, Mn, Cu, Zn). Len uhlík, kyslík a vodík získavajú rastliny z vody a zo vzduchu ostatné získavajú z pôdy.

Pre úrodnosť pôdy je dôležitá vyváženosť základných živín. Minerálne bohaté pôdy sú napr. na čadičoch (vyvrená hornina), chudobné sú na kremencoch, kremitých viatych pieskoch.

Organická zložka pôdy je v podstate jediným zdrojom dusíka a významným zdrojom fosforu a síry. Zahrňuje živé organizmy a organické zbytky viac alebo menej rozložené. Súbor všetkých neživých organických látok na povrchu alebo v pôde je humus. Vzniká humifikáciou. Pri dostatku vody, tepla a prítomnosti mikroorganizmov a ďalších organizmov a pri vhodnom pH. Časom zo surového humusu vzniká tangel. Ten obsahuje okrem neúplne rozložených častí rastlín aj exkrementy živočíchov (dažďoviek). Za dostatočného prístupu vzduchu ďalšou humifikáciou vzniká moder. Konečným produktom je mul, ktorý sa tvorí v teplej, mierne vlhkej klíme na pôdach s dostatkom živín. Spojenie humusu a minerálnych zložiek pôdy je v tomto prostredí najdokonalejšie.

Pri obmedzenom prístupe vzduchu v miestach s nadbytkom vody a pri nízkych teplotách dochádza k tvorbe rašeliny.

Všeobecne je možné povedať že stavba, zloženie a usporiadanie pôd je výsledkom pôdotvorných činiteľov:

-          pôdotvorná zemina (materská hornina),

-          podnebie (klíma),

-          živé organizmy (porast, pôdne organizmy),

-          reliéf terénu (sklon, expozícia)

-          vek pôdy (čas),

-          podzemné vplyvy (niekedy).

V priebehu pedogenetických procesov sa vytvorilo charakteristické zvrstvenie pôdy – pôdny profil. Je charakterizovaný horizontami (vrstvami) ktoré sa odlišujú zbarvením, štruktúrou, zložením a hĺbkou.

Zloženie horizontov:

A0 – nadložný humus. Vysoký obsah humusu ( > 30 %) a s hĺbkou do 15 cm.

A humózny povrchový horizont, je tmavo sfarbený. Jeho ďalšie členenie vychádza zo zloženia humusu (pomeru humínových kyselín a fulvokyselín)  a hĺbky humifikácie. Celková hĺbka môže byť 40 a viac cm.

E eluviálny (vybielený) horizont je charakteristický stratou niektorých prvkov (Al, Fe, Mn, ) a má svetlú farbu.

B – horizont (obohatený) v ňom sa zdržujú vyplavené látky z horizontu A.

C – horizont (glejový) je obohatený hlavne zlúčeninami dvojmocného železa, ktoré sa sem dostali vzlínajúcou podzemnou vodou. Často obsahujú materskú horninu.

Niekedy sa uvádza aj horizont D, čo je materská hornina z ktorej vzniká pôda v čiastočne narušenom stave.

Keď hovoríme o pôdnom profile, tak hovoríme o celkovej hĺbke kam môže preniknúť dažďová voda a korene rastlín,  

Pôdny profil môže byť o celkovej hĺbke od 15 cm až do 1 m a viac.

Podľa funkcií delíme pôdny fond na:

-          poľnohospodársky,

-          lesný,

-          zastavané plochy,

-          ostatné plochy.

Zmena kvality pôdy. Z pôd , ktoré sú v oblastiach s dostatočnými zrážkami sú postupne vodou vymývané niektoré látky. Pohyb Al,  Fe a organických látok z vrchných horizontov pôdy do spodných nazývame podzolizácia. Podzolizácia podporuje tvorbu kyslého humusu (smrečiny). Ak je pôda trvale zamokrená dochádza k oglejeniu pôdy. Dôsledkom je mazlavá zemina s nadbytkom vody a nedostatkom kyslíka.

V suchých oblastiach s vysokým odparom vody dochádza k zasoľovaniu pôdy. Čo je hromadenie vo vode rozpustných solí na povrchu pôdy (NaCl, CaCl2 , MgSO4, Ca(HCO3)2).

Problémom tropických pôd je lateritizácia. Je to vznik červenohnedej pôdy s vyšším obsahom AlFe. Pôvodne kyprá horná vrstva pôdy po postupnom stmelovaní a zhutňovaní je hospodársky nevyužitelná.

Zhutňovanie pôdy je dôsledkom používania nevhodnej mechanizácie. Táto pôda postupne stráca pôrovitosť, obsahuje menej kyslíka a voda, ktorá by mala vsiaknúť a udržať sa v kapilárach je splachovaná do vodných tokov.

Podľa funkcií delíme pôdny fond na:

-          poľnohospodársky,

-          lesný,

-          zastavané plochy,

-          ostatné plochy.

Pôda na Zemi je limitovaná rozlohou pevniny. Vzhľadom k dlhej dobe potrebnej k vzniku ornice (200 rokov) je možné hovoriť o neobnoviteľnom zdroji. Súš tvorí 29 % povrchu Zeme (149 mil. km˛) z toho 58 mil. km˛ sú neporušené ekosystémy, 40 mil. km˛ neobývané územia, 5 mil. km˛ zastavané neproduktívne územia a 45 mil. km˛ je poľnohospodárska pôda, z ktorej sú ⅔ pastviny, lúky a nepravidelne obrábaná pôdaa len asi 15 mil. km˛ je intenzívne obhospodarovaná poľnohospodárska pôda. Je možné predpokladať, táto plocha by sa mohla zdvojnásobiť. Na tejto pôde sa pestuje v prevážnej miere deväť druhov kultúrnych rastlín.

Najviac pestované poľnohospodárske plodiny a ich produkcia je

Pšenica                                            - 380 mil. ton/rok (8 – 15 % obsah bielkovín),

Ryža                                                - 380 mil. ton/rok (8 – 9 %),

Kukurica                                         - 370 mil. ton/rok (10 %),

Zemiaky                                         - 240 mil. ton/rok,

Raž, ovos, cirok, sladké zemiaky, soja - 40 mil. ton/rok (soja obsahuje až 50 % bielkovín).

Celosvetovo je vyprodukované množstvo potravín dostatočné, ale je veľmi nerovnomerne rozložené. Svet je preplnený domácimi zvieratami (asi 2x toľko ako ľudí). Treba klásť dôraz na skrátenie trofického reťazca (vegetariánstvo).

Erózia pôdy – je odnos vrchnej vrstvy pôdy ako prirodzený jav ku ktorému dochádza všade. Pri prirodzenej erózii je úbytok pôdy nahradzovaný prirodzeným postupným vznikom novej pôdy. Závažný problém je zrýchlená erózia, spôsobovaná hlavne ľudskou činnosťou (zásahy do krajiny hospodárskou činnosťou).

Plošná erózia vzniká hlavne na svahoch činnosťou vody (prívalové dažďe. Ochrana je možná priečnou orbou, pásovým pestovaním poľnohospodárskych plodín až po terasovité polia.

Veterná erózia je menej významná v našich podmienkach. Najúčinnejšia ochrana je rastlinný kryt pôdy.

Odhaduje sa, že celkové straty pôdy eróziou sú približne 75 mil. ton ročne.

Znečistenie pôdy. Významnou cestou znečistenia pôdy je atmosféra. Následne zrážkami sa do pôdy dostávajú kyseliny, uhlovodíky, radioaktívne látky ale aj živiny.

Pôda je ohrozovaná aj závlahovou vodou v závislosti od jej kvality.

Používanie kompostov má tiež svoje riziká, hlavne u kompostov vyrábaných z komunálnych odpadov.

Snaha o zvýšenie produkcie potravín vedie k používaniu pesticídov (látky ničiace rastlinných a živočíšnych škodcov). Častým používaním sa okrem iných účinkov (nízka odbúratelnosť) sa aj znižuje ich účinnosť.

V súčasnosti sa začína presadzovať kombinovaná ochrana poľnohospodárskych plodín reprezentovaná špecifickými pesticídmi (pôsobia len na jeden druh škodcu) a dravými druhmi živočíchov.

Nadmerné používanie anorganických hnojív vedie k postupnej degradácii pôdy (zhoršovanie jej štruktúry) čo sa ešte zhoršuje používaním nevhodnej mechanizácie, táto pôda má zníženú schopnosť akumulovať vodu, čo na druhej strane vedie k zvýšenej požiadavke na zavlažovanie.

OVZDUŠIE, ZNEČISTENIE A OCHRANA, OZÓNOVÁ VRSTVA,  SKLENÍKOVÝ EFEKT

Plynný obal Zeme sa nazýva atmosféra. Obsahuje plyny, vodné pary a „znečisťujúce“ prímesy. Vzduch sa skladá hlavne z týchto plynov:

dusík             78%,

            kyslík            21 %,

            argón               1 %,

            oxid uhličitý   0,035 %

a ďalšie plyny, ale aj tuhé prímesy – prach, pôdne častice, peľ a kryštáliky morských solí.

Na zloženie vzduchu má aj hospodárska činnosť človeka ( amoniak, SO2, oxidy dusíka, sirovodík, )

Vertikálne sa člení atmosféra  na vrstvy:

-          troposféra  cca 8 – 15 km,

-          stratosféra       15 – 55 km,

-           mezosféra do 85 km,

-          termosféra do 500km,

-          exosféra nad 500 km, tu už môžu molekuly ovzdušia unikať do kozmického priestoru.

Z hľadiska chemického zloženia – do výšky 100 km je homosféra v ktorej pomer zložiek kyslíka a dusíka je stabilný, a heterosféra ktorej zloženie je ovplyvňované difúznymi procesmi a je nehomogénne. Z fotochemických reakcií je najvýznamnejšia a je zodpovedná za prítomnosť ozónu v troposfére. Proces reakcie dvojmocného kyslíka na trojmocný je keď O2 absorbuje vysokoenergetické ultrafialové žiarenie v rozsahu vlnových dľžok 135 – 176 μm a 240 - 260 μm  v stratosfére:

O2 + hv  → O + O

Kyslíkové atómy vznikajú fotochemickou disociáciou O2 pričom ďalšia molekula O2 sa zúčastňuje na tvorbe ozónu

O + O2 + M → O3 + M         

kde M je tretia (napr. molekula N2) ktorá absorbuje nadbytočnú energiu z reakcie. Vytvárajúci sa O3 je účinný v absorbcii ultrafialového žiarenia (220 – 330 μm). Ozón slúži ako filter odstraňujúci ultrafialové žiarenie zo slnečných lúčov prechádzajúcich na Zem.

Ozón slúži ako cenný filter odstraňujúci ultrafialové žiarenie. Samotný ozón je modrá plynná látka s hustotou 2,143 kg/m3 s teplotou topenia -193 C a teplotou varu -112 C, v tuhom stave tvorí čiernomodré kryštáliky. Pričom stredná doba jeho existencie je pri teplote 20 C 3 dni, pri -15 C 8 dní a pri teplote -25 C 18 dní, pri -50 C tri mesiace.

Slnečné žiarenie , resp. jeho najdôležitejšia zložka – krátkovlnné viditelné žiarenie , prechádza vrstvami atmosféry bez prekážok. Naproti tomu radiácia Zeme – dlhovlnné infračervené žiarenie, je niektorými plynmi v atmosfére zachytávané. Pretože je tento proces podobný ako efekt skla v skleník, volajú sa tieto plyny  (vodná para, CO2, metán, atd.) skleníkovými plynmi, Schopnosť pohlcovať teplo v atmosfére je hlavný mechanizmus udržujúci relatívne stabilné podmienky.

Ľudská činnosť preukazateľne spôsobuje zvyšovanie obsahu skleníkových plynov (prirodzených aj neprirodzených) v ovzduší. Preto sa uvažuje o možnom ovplyvňovaní (zosilnení) skleníkového efektu. „Globálne oteplenie“, podľa niektorých matematických modelov, môže mať katastrofálne následky (topenie ľadovcov ). Aj keď sú dôkazy o zmenách klimatu bez pričinenia človeka.

Tab. Podiel jednotlivých plynov na skleníkovom efekte

                 Plyn

                         % zastúpenie

                 H2O

                         62,0

                CO2

                         22,0

         troposférický    O3   

                           7 ,0

        oxid dusný

                           4,0

        metán

                            2,5

        ostatné plyny

                            2,5

Napriek tomu, že doteraz nie sú k dispozícii poznatky o negatívnom vplyve človeka na zmenu klimatu je potrebné ich brať do úvahy.

Znečistenie ovzdušia. Úlet znečistenín zo zdrojov, teda znečistenie ovzdušia sa označuje ako emisia. Potom pojem znečistenie ovzdušia rozumieme ako prítomnosť – imisiu znečisťujúcich látok v ovzduší. Znečisťovanie (emisie) je teda dej alebo činnosť a znečistenie (imisie) je určitý stav ako dôsledok deja.

Znečistenie delíme na :

-          prírodné,

-          antropogénne.

Podľa optimistických odhadov pochádza asi 90 % látok zničisťujúcich ovzdušie z prírodných zdrojov (erózia, sopečná činnosť, morská voda)a len 10 % pripadá na znečistenie človekom. Podiel antropogénneho znečistenia narastá v tomto členení:

50 – 60 %  doprava,

10 – 15 % energetika,

20 % priemysel, technológie,

5 % spaľovacie procesy.

Na rozptyl škodlivín má vplyv prostredie charakterizované tlakom, teplotou a vlhkosťou, rýchlosťou a smerom vetra. Za normálnych podmienok gradient teploty v troposfére so stúpajúcou výškou rýchlo klesá. Nepríjemný stav je v invertnom t.j. opačnom vrstvení teplôt atmosféry.

Látky znečisťujúce ovzdušie je možné deliť podľa ich chemických a fyzikálnych vlastností na

-          zlúčeniny,

-          kvapalné a tuhé častice,

-          radioaktívne látky,

Za znečistenie je niekedy považovaný aj hluk a odpadové teplo.

Tab. Rozdelenie chemických znečisťujúcich látok

Zlúčeniny

Znečisťujúca látka

Zlúčeniny síry

anorg.

oxid siričitý, oxid sírový, sirovodík, sulfát

organické

merkaptán, dimetylsulfyd

Zlúčeniny dusíka

anorg.

oxid dusnatý, oxid dusičitý, kyselina dusičná, amoniak, kyanovodík

organické

amíny, peroxydusičnany, peroxyacetylnitráty (PAN)

Zlúčeniny kyslíka

anorg.

ozón,  oxiradikály

Zlúčeniny uhlíka

anorg.

oxid uhličitý, oxid uholnatý

organické

uhlovodíky, alifatické (benzén), aromatické (toluén, polyaromatické uhlovodíky), alkohol, fenoly, ..

Halogénové zlúčeniny

anorg.

fluór, fluorovodík, chlór, chlorovodík, bróm,

organické

chlórované uhľovodíky (DDT, PCB, PCDD)

Ostatné znečisťujúce látky

Zlúčeniny a pary kovov (Pb, Hg, Cd, )

Najviac síry v ovzduší je forme sirovodíku (46 %) a oxidu siričitého (SO2) – 33%. Hlavným zdrojom sirovodíku v atmosfére je vulkanická činnosť a rozklad mŕtvej organickej hmoty. V ovzduší sa mení cez (SO2) → SO3  až na kyselinu sírovú. Oxid siričitý (SO2) je najčastejšou zložkou emisií. Do atmosféry sa dostáva spaľovaním fosílnych palív (0,1–10 %). V atmosfére reaguje s kyslíkom a s vodou a vzniká H2SO4. Tá sa dostáva zrážkami na Zem. Vďaka tomu v priemyselných oblastiach sú zrážky kyslé.

Produkcia prírodných skleníkových plynov

Oxid uhličitý len asi 5% všetkého za rok je antrogénneho pôvodu

dýchanie rastlín a živočíchov, rozklad org. látok v pôde, zvetrávanie a pôdna erózia, vulkanická činnosť, uvoľnovanie z oceánov, spaľovanie fosílnych palív, odlesňovanie a vypaľovanie lesov

Metán

Bahenný plyn, vulkanická činnosť, pestovanie ryže, chov dobytka, ťažba plynu, skládky odpadu

Oxid dusný

Spaľovanie fosílnych palív a biomasy, hnojenie

Oxid siričitý (SO2) zostáva v atmosfére 2 – 6 dní a za túto dobu sa môže premiestniť na vzdialenosť až 1 000 km.

Z oxidov dusíka sa ktoré dostávajú do atmosféry sú najdôležitejšie N2O, NO, NO2. Ďalej to môžu byť aj NH3 a NH4. Podobne ako SO2 u aj zlúčeniny NOx pri emisii sú prirodzené zdroje vo výraznej prevahe nad antropogénnymi. Podobne ako u SO2 reagujú oxidy dusíka v atmosfére až na kyselinu dusičnú, ktorá je zrážkami vymývaná z atmosféry, alebo môže reagovať ďalej až na dusičnany.

Amoniak sa do atmosféry dostáva rozkladom organickej hmoty a redukciou NO2 a NO3. Antropogenne zdroje sú malé, predstavované výrobou priemyselných hnojív.

Väčšina plynných zlúčenín uhlíka sa do ovzdušia dostáva biologickými procesmi na Zemi. Človek k tomu prispieva priamo hlavne dopravou a priemyselnou výrobou. Sú to hlavne CO, CO2 a uhľovodíky. CO2 vzniká pri dýchaní a spotrebúva sa rastlinami pri fotosyntéze. Jeho koncentrácia pomaly v atmosfére stúpa. Dôvodom nie je len zvyšovanie antropogénnej činnosti, ale hlavne znižovanie jeho spotreby (likvidácia obrovských plôch lesov).

Z uhľovodíkov sa do ovzdušia dostáva najviac metán, toluén a aromatické uhľovodíky. Človek produkuje len 5 % týchto látok.

Narušenie ozónovej vrstvy,

Asi 5 % slnečného žiarenia pripadá na ultrafialové žiarenie, ktorého vlnové dĺžky sú nebezpečné pre zdravie človeka, ale aj pre zelené rastliny.

Toto žiarenie je z veľkej časti pohlcované ozónovou vrstvou vo výške 22 – 25 km, v ktorej vzniká a rozpadá sa ozón (fotochemická reakcia). Asi 90 % ozónu je obsiahnuté v stratosfére a len 10 % v troposfére.

Množstvo ozónu sa meria v „Dobsonových jednotkách“ (100 DU – stĺpec O3 vo výške 1 mm).

Napr.: pri celkovom množstve ozónu 300 D.J. by bola ozónová vrstva silná 3 mm. Celkové okamžité množstvo ozónu v stĺpci atmosféry sa pohybuje v rozmedzí 250 – 380 D.J. čo je vrstva 2,5 – 3,8 mm silná. Podlieha prirodzeným periodickým zmenám v dôsledku aktivity Slnka, je závislá od zemepisnej šírky. Najviac ozónu je sústredené vo výškach 15 – 25 km v tzv. ozónosfére.

V poslednej dobe vznikajú odôvodnené obavy, že zvyšujúca sa koncentrácia celého radu škodlivín, ktoré sa dostanú do vyšších vrstiev atmosféry, by mohli viesť k porušeniu rovnováhy vzniku a zániku ozónu. Výsledkom by bola nižšia koncentrácia ozónu v atmosfére a väčší prienik ultrafialového žiarenia na Zem.

Nebezpečím sú lety nadzvukových lietadiel a freóny, ktorých chemická stálosť spôsobuje, že sú schopné veľmi dlho zostať bez zmeny v atmosfére. Ak sa prúdením dostanú do vyšších vrstiev začnú uvoľňovať atómy Cl, ktoré reagujú s ozónom a tým znižujú jeho koncentráciu

Cl + O3ClO + O2

O + ClOCl + O2

O + O3 → 2 O2

Do podobných reakcií môžu však vstupovať aj iné plyny napr.:

NO + O3 → NO2 + O2

NO2  + O → NO + O2

O + O3 → 2 O2

Miesta zo zníženou koncentráciou ozónu sa nazývajú „ozónovými dierami“. Ozón sa nenachádza len v stratosfére, ale 10 % sa nachádza aj v troposfére. Prirodzene vzniká ionizáciou vzduchu (búrky). Jeho obsah narastá, predovšetkým znečisťovaním vzduchu plynmi, hlavne NOx a metánom, ktoré pri fotochemických reakciách môžu byť príčinou jeho vzniku.

Spôsoby zníženia emisií. Najjednoduchší a najúčinnejší spôsob je zabrániť alebo aspoň znížiť ich vznik. Na zníženie tuhých emisií sú účinné odlučovače, v ktorých dochádza k ich zachytávaniu. Môžu byť hlavne :

-          gravitačne,

-          prepážkovo,

-          odstredivo,

-          elektrostaticky.

Plynné škodliviny sa likvidujú chemicky. SO2 reaguje s vodnou suspenziou a vzniká sadra. Často sa využíva aktívne uhlie, ktoré plynné škodliviny absorbuje.

OCHRANA ŽIVOTNÉHO PROSTREDIA, NARUŠENIE ŽP ČLOVEKOM, LES AKO STABILIZUJÚCI FAKTOR ŽP.

Vedecko–technický pokrok priniesol človeku mnoho pozitívneho. Ľudia však ovplyvňujú v stále väčšej miere nie len svoju Zem, ale prenikajú aj do medziplanetárneho priestoru.

Jednostranný prístup (technicko – ekonomický rozvoj) a vízia o ovládnutí prírody priniesla ľudstvu rad problémov.

Medzi najväčšie problémy patrí populačná explózia a s tým súvisiace zväčšujúce sa nároky na množstvo a kvalitu potravín, chemizáciu, priemysel a spotrebu energií.

Človek na základe nedostatočných znalostí o zložitých prírodných zákonitostiach a o ekologických vzťahoch, pri technicko - ekonomickom rozmýšľaní sa dopustil množstva nepredvídaných chýb.

Napriek tomu si človek uvedomuje už dlho straty rastlinných a živočíšnych druhov, ale aj straty celých ekosystémov. Preto dochádzalo k zákazu rúbania lesov, zabíjania zvere a nakoniec k vyhlasovaniu rezervácií. Za prvý národný park bol vyhlásený Yellowstonský národný park v roku 1872.

Ochrana jednotlivých druhov je spojená s ochranou území na ktorých tieto druhy žijú. Aby bola ochrana účinná je potrebné udržať ich početnosť na minimálnych stavoch. Veľkosť chránených území hrá teda významnú úlohu v udržaní druhov (minimálny počet cicavcov je približne 100 kusov).

Evidencia ohrozených druhov tzv. „Červená kniha“  je vydávaná pravidelne v jednotlivých štátoch, ale aj medzinárodne pod záštitou OSN – IUCN (International Union for Convervation of Nature and Natural Resourerces) a eviduje približne 250 rastlín. Príčiny zmien životného prostredia je možné rozdeliť na prírodné spôsobené človekom.

Prírodné zmeny životného prostredia v prevážnej väčšine prípadov prebiehajú v dlhých časových reláciách a organizmy sa môžu prispôsobiť.

Človekom spôsobené zmeny sú veľmi rýchle a organizmy sa nemôžu prispôsobiť. Z hľadiska charakteru pôsobenia človeka na prírodu  jeho činnosti a spätného dopadu na prírodu možno charakterizovať tri základné etapy:

I.                               etapa začína vplyvom človeka a jeho primitívnou činnosťou. Etapa je charakterizovaná nízkou úrovňou pracovných prostriedkov a poznaním prírody. Spotreba prírodných zdrojov ako aj produkcia produktov a odpadov je nízka.

II.                             etapa – charakterizovaná prechodom od manufaktúrnej výroby k veľkovýrobe továrenskej a strojárenskej. Medzníkom je obdobie prvej priemyselnej revolúcie charakterizované zavádzaním strojov založených na využívaní pary. Druhá priemyselná revolúcia – vznik a rozvoj fyziky. Prakticky nové zdroje energie (elektrina, magnetizmus) konštrukcia nových strojov (spaľovacie motory, turbíny, elektromotor, lietadlo) a nových možností komunikácie (telefón, rádio, ). Viedlo k premene prírodných zdrojov na veci uspokojujúce ľudské potreby.  Začína sa formovať veda – ekológia (polovica 19. storočia) ako veda študujúca vzťahy medzi organizmami a ich životným prostredím.

III.                          etapa – začiatok environmentalistiky, je spojená s nástupom vedecko – technickej revolúcie a trvá dodnes. VTR je charakterizovaná kvalitatívnou premenou všetkých prvkov ekonomických procesov, ich štruktúry a charakteru. Jej záber je daný hlavne prestavbou surovinovej a technickej základne technológií. V priebehu všetkých ľudských činností sa vytvárajú predpoklady pre zjednodušenie a integráciu najdôležitejších foriem ľudskej činnosti najmä v organizácii, formách a metódach riadenia do jedného systému:

-          veda (teoretické poznanie zákonitostí vývoja prírody, techniky a spoločnosti,

-          technika – komplex potencionálnych hmotných prostriedkov, duševných hodnôt a skúseností,

-          ekonomika – činnosť zameraná na výrobu, výmenu a spotrebu materiálnych a nemateriálnych statkov a služieb.



Táto etapa je charakterizovaná intenzívnym rozvojom disciplín prírodných, technických a spoločenských vied a tým rozvojom interdisciplinárnych disciplín. Sem patrí aj problematika životného prostredia (environmentalistika) ako integrovaný a systémový prístup k riešeniu komplexných problémov životného prostredia človeka. Pod vplyvom intenzívnych dôsledkov spätných väzieb pôsobenia človeka na prírdu, zhoršujúcej sa situácie si začína človek priznávať, že napriek názoru, že príroda je jeho majetkom je nezmyselné vo vzťahu k prírode uplatňovať princíp nadradenosti.

Človek je súčasťou prírody a na jeho aktivitách záleží ako dlho bude ona ďalej funkčná. Tento vzťah (človek – príroda) sa začína prezentovať až koncom šesťdesiatych rokov.

Nesmierne následky na vývoj ľudstva má drancovanie lesov , dokonca až po vplyv na vzostup a pád jednotlivých krajín. Ľudia zničili až 40 % tropických dažďových lesov.

Les je základný a najstabilnejší ekosystém, nenahraditeľný krajinotvorný prvok a rozhodujúci komponent životného prostredia. Ako ekosystém sa vyznačuje stabilnosťou a homeostatickou schopnosťou.

Funkcie lesa v životnom prostredí a v krajine sú neobyčajne zložité a vo všeobecnosti pomerne málo preskúmané. Funkcia lesa je označenie funkčných závislostí vo vnútri lesného ekosystému, ale aj medzi lesnými a inými ekosystémami. Hlavnou funkciou lesného ekosystému je produkcia kyslíka, spotreba oxidu uhličitého a produkcia dreva. Mmo tejto funkcie les plní aj iné „mimoprodukčné funkcie“. Les má vysokú autoregulačnú schopnosť, výrazne obohacuje diverzitu organizmov a priaznivo pôsobí na priľahlé ekosystémy (umelé – antropogénne). Les je možné považovať za kostru prírodnej krajiny ako protiváhu antropogénne  pozmenenej krajiny.

Pôvodné lesné ekosystémy produkujú také množstvo organickej hmoty (bez zásahu človeka), ktoré je možné prirovnať k produkcii intenzívne hnojeným poľnohospodárskym kultúram. Vekom sa v lesných ekosystémoch biomasa kumuluje, preto majú v dospelom veku najväčšie množstvo biomasy. Na 28 % súše pokrytej lesom sa vytvorí 28,4 miliárd ton suchej biomasy za rok, na zvyšnej ploche (72 %) len 24,5 miliárd ton za rok.

Základné rozdelenie funkcií lesa je na prírodné  (klimatické, vodné, pôdne, rastlinné a živočíšne) a na hospodársko – spoločenské (hospodársko – výrobné, lesohospodárske, poľnohospodárske, vodohospodárske, výchovné, vedecké, rekreačné, vojenské, sídelné,).Pôsobenie lesa dosahované činnosťou lesného hospodára sa dosahujú funkcie lesa. Papánek (1978) rozoznáva tri základné funkcie lesa:

- produkčná     - drevoprodukčná,

                        - chovateľská,

                        - iné (pridružená výroba),

- ekologická    - pôdoochranná,

                        - vodohospodárska,

                        - klimatická,

- environmentálna       - zdravotná (klíma, rekreácia),

                                   - kultúrna (ochrana prírody a krajiny),

                                   - inšticionálna (výchova, výcvik)

Zo štatistických údajov vyplýva že na území SR je až 80 % celkovej výmery chránených území na lesnom pôdnom fonde. Je treba si tiež  uvedomiť, že okrem výnimiek sa aj na týchto územiach naďalej využívajú prírodné zdroje a vykonáva sa hospodárska činnosť.

Spôsob hospodárenia v lesoch lesov sa vykonáva na základe kategorizácie lesov, ktorý definuje a určuje Zákon o lesoch. Ak si vyžaduje les osobitný spôsob obhospodarovania môžu sa vyhlásiť lesy osobitného určenia. Špecifické požiadavky na hospodárenie s nadradenosťou niektorej z ochranných funkcií sa vyhlasujú lesy za ochranné. Špecifické obhospodarovanie sa uplatňuje v rámcovom a aj v podrobnom plánovaní lesného hospodárstva.

Tab. Rozdelenie lesov SR podľa funkcií. Stav v roku 2004

Kategória

Zastúpenie

ha

%

Hospodárske

1 294 009

67,0

Ochranné

Na mimoriadne nepriaznivých stanovištiach

326 536

16,9

Vysokohorské lesy

Pásmo kosodreviny

Ochrana pôdy

Osobitného určenia

Ochranné v I. pásme ochrany vodných zdrojov

310 147

16,1

Lesné parky a prímestské lesy

Zvernice a bažantnice

Lesy postihnuté exhalátmi

Lesnícky výskum

Dôležité potreby spoločnosti

Spolu lesná pôda

1 930 692

100

Z toho lesy využitelné na produkciu dreva

1 746 584

90,2

Základným hospodárskym tvarom je les vysoký. Výmera nízkych lesov sú necelé 2 %. Od roku 1980 sa zmenšila o vyše 6 %.

Tab.: Rozdelenie nízkych lesov podľa kategórií, stav v r. 2004

Kategória

Zastúpenie

ha

%

Hospodárske       

28 722

76,0

Ochranné

5 699

15,1

Osobitného určenia

3 373

8,9

Spolu

37 794

100

Podiel na lesnej ploche

1,96

Lesy popri plnení funkcií ochranných a osobitného určenia s prevahou funkcie ekonomickej sú lesy hospodárske s prvoradou funkciou produkčnou. Je potrebné aby sa i v týchto lesoch hospodárilo s dôrazom na racionálne využívanie tohto prírodného zdroja, ochranu a viacúčelové poslanie lesa a celkovú ochranu prírodného prostredia.

Z dôvodu narastajúcich požiadaviek na zabezpečenie verejnoprospešných funkcií sa podiel hospodárskych lesov v porovnaní s minulosťou znižuje. V porovnaní s rokom 1980 sa ich výmera znížila o 10,3 %. Na druhej strane stúpa výmera ochranných lesov a lesov osobitného určenia, ktoré plnia najmä ekologické a environmentálne funkcie.

V kategóriách lesov ochranných a osobitného určenia sa vyskytujú lesy, ktoré možno rozličnom rozsahu využívať aj na produkciu dreva, ale aj lesy, v ktorých prírodné, porastové a legislatívne podmienky drevoprodukčnú funkciu vylučujú. Sú to hlavne lesy v chránených územiach s piatym stupňom ochrany, v ochranných pásmach vodných zdrojov I. stupňa, v pásme kosodreviny a na mimoriadne nepriaznivých stanovištiach.

ETIKA, EKONÓMIA A ŽIVOTNÉ PROSTREDIE.

Človek sa vždy snažil posudzovať realitu okolitého sveta k svojmu životu nie len ako nevyhnutnú alebo zbytočnú, ale často hodnotil dianie v prírode a svoju činnosť ako „veci“ zlé a dobré. Často hľadal v sebe a v okolí mravné hodnoty a podľa rôznych kritérií ich ukladal do rôznych škál. Tieto prístupy k prírode boli v rôznych dobách a kultúrach chápané rôzne. A to ako zdroj obživy a zárobku, ako ochrana, ako sesterská alebo materská bytosť, ale tiež aj ako nepriateľ. Na rozdiel od minulosti však začína prevažovať názor – príroda ako zdroj k uspokojovaniu materiálnych potrieb a požiadaviek, názor že príroda je súbor kvalít, ktoré umožňujú život, teda aj život človeka.

K degradácii životného prostredia dochádza predovšetkým našim životným štýlom a nie z nedostatku informácií, vzdelania alebo peňazí. Pritom stále vychádzame z predpokladu, že príroda je zadarmo a môžeme bez zábran využívať „nevyčerpateľné“ zdroje našej Zeme. Mylný je názor, že naše poslanie je výnimočné medzi organizmami a našou úlohou je definitívne zvíťaziť nad ňou a tým ju donútiť aby nám slúžila. Kvalitné životné prostredie ešte stále nie je chápané ako základná podmienka našej existencie.

Je možné len súhlasiť s názorom, že návrat do doby, kedy bol človek súčasťou prirodzeného ekosystému a svoje okolie narušoval  minimálne, je nemožný. Hospodársky, technický ale aj intelektuálny rozvoj spoločnosti nie je možné zastaviť. Preto je potrebné prehodnotiť životné priority, znížiť spotrebu vecí a energie a prestať považovať materiálne bohatstvo za jediný motor ženúci ľudskú spoločnosť dopredu.

Na základe týchto úvah sa v poslednom desaťročí hodne hovorí o trvalo udržateľnom rozvoji a k nastúpeniu na túto cestu vývoja. Preto je nevyhnutné potrebné dospieť k zmenám v myslení, aktivitách človeka a celej spoločnosti.

Riešenie súčasných environmentálnych problémov si vyžaduje komplexný systémový prístup. Hlavným problémom v ekonomickej činnosti je výroba, služby a spotreba. Tieto procesy spájajú sféru zdrojov so sférami záujmov a sú definované ako reprodukčný proces.

Riadenie reprodukčného procesu v etape nepriaznivej ekologickej situácii (súčasný stav životného prostredia) si vyžaduje snahu udržiavať ho v takom stave a tempe, aby mohol nie len cyklicky prebiehať ale aj sa rozvíjať. V podstate ide o zladenie ekonomických požiadaviek (zisk, efektívnosť, prosperita) s nutnosťou zabezpečenia ekologickej stability v zmysle „čo je ekonomické musí byť aj ekologické“ vyžaduje si to prebudovať celé ekonomické myslenie a konanie a tým zasahovať do reprodukčného procesu berúc do úvahy stav životného prostredia t.j. orientovať riadenie celého reprodukčného procesu „environmentálne“. Tento proces postupne zasahuje všetky zložky a inštitúcie reprodukčného cyklu. Jeho výsledkom by mala byť v podstate zmena celkového prístupu k ekonomickej činnosti vedúca k trvalej udržatelnosti. Tento proces zmeny myslenia a prístupu k životnému prostrediu možno charakterizovať vývojom poznania a zmenou chápania znázornenou v tab. Zostavenej kanadskými environmentalistami VallentynHamiltonom:

Tab.:

Problém

Prístup

Egosystémový

Kozmetický

Enviromentálny

Ekosystémový

Dopravná zápcha

Viac diaľnic, viac ciest cez mesto

Semafóry, „zelená vlna“

Časové rozloženie dopravných špičiek

Verejná doprava decentralizácia. sídiel

Infekčná choroba

Vynájdi liek, zaveď karanténu

Buduj vodovody, kanalizáciu, rozdaj lieky

Zdravotnícke opatrenia

Prevencia, výchova, osveta

Škodcovia

Insekticídy

Selektívne insekticídy

Integrovaná kontrola škodcov

Ekologická kontrola, biolog. riešenie

Organické odpady

Zapchaj si nos

Vypusti odpad do vodného toku

Zníž BSK

Recykluj odpady, získaj z nich energiu

Toxické látky

Zataj, schovaj, vyhoď, rozptýľ

Čisti skládky, zníž koncentráciu

Odstráň z výroby, zneškodni, recykluj

Nájdi netoxické výrobné technológie

Kyslý dážď

Popri existenciu, bagatelizuj

Postav vyšší komín

Použi palivo s menším obsahom síry

Nájdi alternatívne riešenie, nová technológie

Skleníkový efekt

Ignoruj problém

Buduj odľučovacie zariadenia

Zníž emisie skleníkových plynov

Recykluj uhlík, použi vodík ako palivo

Nedostatok energie

Hľadaj vinníka

Zvýš dodávku

Šetri, zníž straty

Použi obnoviteľné zdroje

Vzťah k prírode

Vládni, využi

Zisti náklady a zisky, dôsledky a škody

Environmentálny manažment

Ekosystémová etika

Pohľad do budúcnosti

Egocentrický „po nás potopa“

Predpovedanie budúcnosti

Príprava na možné prekvapenia

Stály vývoj, adaptácia

Zdroje ekonomiky, ktoré využíva a ovplyvňuje jej produkciu sú:

a/ prírodné zdroje,

b/ človekom vytvárané nástroje, budovy, infraštruktúra,

c/ práca a intelekt človeka.

Základné ekonomické princípy sú:

1.      trhová ekonomika, kde všetky rozhodnutia sú ovplyvňované požiadavkami trhu,

2.      plánovaná ekonomika, kde všetky rozhodnutia robí vláda, alebo politická strana.

Ani jeden princíp sa hospodársky neuplatňuje výhradne. V súčasnosti sa k hodnoteniu výkonnosti ekonomiky využíva hrubý domáci produkt ako tržná hodnota všetkého tovaru, ktorý bol za rok vyrobený a všetkých služieb, ktoré boli poskytnuté.

Po II. svetovej vojne, keď sa prudko začala zhoršovať kvalita životného prostredia sa ukázalo, že HDP nie je ideálnym ukazovateľom kvality života. Ukázalo sa totiž že zvyšovanie HDP vedie k devastácii prostredia. V roku 1989 sa preto navrhlo používať aj „index trvalej hrubej produkcie“, ktorý uvažuje aj s mierou poškodenia životného prostredia.

Vnútorné náklady výrobku sú náklady, ktoré sú potrebné pre jeho prevádzku (enrgia, vstupujúce výrobky). Ostatné náklady sú „vonkajšie náklady výrobku“. Sem je možné zaradiť náklady súvisiace s výrobou energie, vstupujúcich surovín, ale aj náklady na znečistenie životného prostredia (voda, vzduch, pôda), ktoré sa prejavia až neskôr, popr. až v nasledujúcich generáciách.

Väčšina ľudí si praje, aby ich životné prostredie bolo na zodpovedajúcej úrovni. Otázkou je koľko sme ochotní pre toto prianie vydať z vlastného vrecka a čo sme ochotní zmeniť na svojom životnom štýle.

Najvážnejším problémom udržateľnosti je problém odstraňovania škodlivín. Prvých 50 % škodlivín je pomerne ľahko odstraniteľných, ale 100 % je však veľmi drahé. Na druhej strane ak škodliviny budeme odstraňovať minimálne, tak to ovplyvní negatívne naše zdravie, poľnohospodársku produkciu a samotné fungovanie prírody. Na druhej strane ak by sme venovali všetky potrebné prostriedky na ozdravovanie životného prostredia, tak by to malo  vážne sociálne dopady (bankroty firiem, nezamestnanosť).  Je preto potrebné hľadať optimálne riešenie, ktoré bude vždy sporom medzi ekonómami a ochrancami životného prostredia. Tržná ekonomika charakterizovaná svojimi tržnými mechanizmami pravdepodobne nie je schopná tento kompromis zaistiť. Preto je potrebné, aby do tohto procesu vstúpili jednotlivé vlády štátov vytváraním a prijímaním takých zákonov, ktoré budú maximálne obmedzovať znečisťovanie životného prostredia, ale zároveň umožnia aj ďalší rozvoj spoločnosti. Je nevyhnutné na jednej strane trestať činnosti, ktoré poškodzujú životné prostredie, regulovať výrobu a aktivity človeka, ale na druhej strane zvýhodňovať (aj finančne) výrobcov, ktorí účinne kontrolujú svoju výrobu, alebo zavádzajú nové šetrnejšie technológie.

PRÁVO A ŽIVOTNÉ PROSTREDIE

Právo je možné chápať ako súbor platných noriem vydávaných štátom, ktorých dodržiavanie môže byť vynutiteľné. Tieto normy by mali byť navzájom prepojené a nemali by si odporovať.

Formy práva sú :         1. právne normatívne akty – zákony,

                                   2. právne obyčaje,

                                   3. súdne a právne precedenty,

                                   4. normatívne zmluvy.

Zákon stanovuje záväzné pravidlá predovšetkým štátne orgány, fyzické a právnické osoby.

Obyčaj sa môže stať prameňom práva ak je dlhodobo a opakovane používaná pri riešení sporov na určitom území.

Precedens je individuálny akt, ktorý získa normatívny charakter, ak sa rieši po tú dobu neriešený prípad a v budúcnosti môže nadobudnúť obecnú záväznosť.

Zmluva sa využíva hlavne v medzinárodnom styku.

Problematika životného prostredia prekračuje hranice štátov a tým sa dotýka medzinárodného práva. V rámci medzinárodného práva sú prijímané medzinárodné dohovory o starostlivosti o životné prostredie na úrovni európskych a svetových integračných zoskupení, hlavne v rámci OSN a Európskej únie. Stratégia environmetálnej politiky Slovenskej republiky sa opiera hlavne o dokumenty:

-                           konferencia OSN o životnom prostredí a rozvoji (Rio de Janeiro, 1992), Deklarácia o ochrane druhovej diverzite „Summit Zeme“,

-                           agenda 21,

-                           environmentálny akčný program pre Strednú a Východnú Európu (Luzern 1993),

-                           stratégia trvale udržateľného života, vypracovaná IUCN,

-                           deklarácia o prostredí (OSN, Stockholm, 1972),

-                           konferencia o bezpečnosti a spolupráci v Európe (Helsinky, 1975).

Ako vidieť ťažisko medzinárodnej spolupráce v ochrane biosféry spadá prevážne do druhej polovice 20. storočia, s čím spojený aj vznik iniciatív, združení a ústavov:

-                           Rímsky klub – medzinárodné združenie vedcov, politikov a hospodárskych činiteľov, ktorí chcú iniciovať výskum globálnych problémov a ukazovať možnosti ich riešenia,

-                           Ramsarská konvencia uzavretá v roku 1971 v Iráne a dotýka sa ochrany mokradí (Wetlands), ktoré majú svetový význam pre ochranu prírody, hlavne vodného vtáctva,

-                           GREENPEACE – vznik 70-desiate roky v Severnej Amerike. Ambícia je dosiahnuť vytvorenie ekologického vedomia, aby boli rešpektované prírodné zákony a Zem bola chránená.

Ale sú tu aj ďalšie nadnárodné organizácie napr.:

-                                 IUCN (International Union for Convservation of Nature and Natural Resources), Medzinárodná únia pre ochranu prírody a prírodných zdrojov,

-                                 WWF (World Widllife Fund), Svetový fond ochrany prírody.

Po zhodnotení súčasnej environmentálnej situácie na Slovensku a vo svete boli prijaté zásady štátnej environmetálnej politiky v dokumente „Stratégia zásad  a priorít štátnej environmentálnej politiky“ prijatej vládou SR 7. septembra 1993 uznesením č. 619 a NR SR 18. novembra 1993 uznesením č. 339.

Za priority štátnej environmentálnej politiky sa považuje:

-                           ochrana ovzdušia pred znečisťujúcimi látkami a globálna environmentálna bezpečnosť,

-                           zabezpečenie pitnej vody a zníženie znečistenia ostatných vôd pod prípustnú normu,

-                           ochrana pôdy pred degradáciou a zabezpečenie nezávadnosti potravín a ostatných výrobkov,

-                           minimalizácia vzniku odpadov ich využívanie ako druhotnej suroviny a správne zneškodňovanie odpadov,

-                           zachovanie biologickej rôznorodosti, ochrana a racionálne využívanie prírodných zdrojov a  optimalizácia priestorovej štruktúry a využívania krajiny.

Zásady štátnej environmentálnej politiky je možné zhrnúť do desiatich bodov:

-                           preferovanie preventívnych opatrení pred nápravnými,

-                           uplatňovanie štátnej environmentálnej politiky vo všetkých odvetviach hospodárstva a aj v terciálnej sfére,

-                           riešenie environmentálnych problémov ako riešenie ekonomických problémov,

-                           zodpovednosť voči budúcim generáciám,

-                           odstránenie synergického pôsobenia znečisťujúcich látok a ostatných negatívnych faktorov,

-                           uhrádzanie výdavkov za odstraňovanie znečistení a poškodení jeho pôvodcom,

-                           posúdenie dopadov zásahov do životného prostredia na zdravie ľudí a na krajinu,

-                           starostlivosť o ŽP ako jedna zo základných podmienok zastavenia nepriaznivého trendu vývoja zdravotného stavu obyvateľstva,

-                           les ako hlavný ekostabilizačný faktor v krajine, vo vzťahu k pôde a ako zložka ŽP podmieňujúca biologickú rôznorodosť, výživu a existenciu života,

-                           úcta ku všetkým formám života a ku všetkým prírodným a kultúrnym hodnotám.

Riadenie starostlivosti o životné prostredie zaisťuje v Slovenskej republike:

Ministerstvo životného prostredia ako najvyšší riadiaci orgán so svojimi sekciami:

o       ochrana prírody a krajiny,

o       ochrana pôd a ovzdušia,

o       techniky životného prostredia, ekologickej politiky,

o       geologického výskumu a prieskumu.

MŽP je ústredným orgánom štátnej správy na úsekoch:

o       územného plánovania a stavebného poriadku,

o       ochrany prírody,

o       ochrany množstva a kvality vôd a ich využívania,

o       ochrany ovzdušia,

o       riešenia otázok nakladania s tuhým odpadom.

Tieto činnosti môžu vykonávať len cez vplývanie na hospodárske činnosti s úmyslom aby nespôsobovali problémy životnému prostrediu.

Vzhľadom na vzájomnú previazanosť zložiek životného prostredia a hospodárskej činnosti je možné dosiahnuť ochranu a tvorbu ŽP len komplexným prístupom.

MŽP zriaďuje a riadi na úrovni štátnej správy:

o       okresné úrady životného prostredia,

o       Slovenskú inšpekciu životného prostredia.

MŽP a jeho ekologická politika smeruje k zavádzaniu ekologických princípov do všetkých sfér spoločenského a hospodárskeho života cestou týchto základných skupín:

o       spoločenské vedomie, vzdelávanie, výchova, politické a sociálne vzťahy,

o       ekonomické a legislatívne nástroje riadenia,

o       hospodárenie v krajine ako v priestore,

o       technologické postupy.









Politica de confidentialitate

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 1701
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2019 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site