Loading ...
RSS studente
Categoria: Ecologie
Link: www.onlinestudent.ro
Sursa: www.onlinestudent.ro
Fisier: Descarca
1.1. Studiul mediului inconjurator in cadrul biologiei
Termenul "ecologie" a fost introdus de E. Haeckel, in 1869, in legatura cu studiul interacţiunilor dintre organismele vii si mediul lor inconjurator. O definiţie mai completa a fost formulata de Krebs care afirma ca: Ecologia este studiul stiinţific al interacţiunilor care determina distribuţia si abundenţa organismelor in mediul inconjurator si ca: Mediul inconjurator al unui organism este format din toate fenomenele din afara organismului care il influenţeaza, atat factorii fizico-chimici, cat si din alte organisme.
Sistemele vii sunt organizate pe trei nivele de complexitate: organismele individuale, populaţiile, formate din organisme din aceeasi specie, si comunitaţile, formate din populaţii de specii diferite.
Formulat inca din 1877 de K. Mobius, termenul de biocenoza a capatat calitaţile unui concept ecologic de profunzime abia in ultimele decenii. O definiţie care aparţine lui E. P. Odum in 1971 spune ca: Biocenoza este un ansamblu de populaţii ce traiesc pe un teritoriu sau un habitat fizic determinat cu caracteristici in plus faţa de cele ale componenţilor sai individuali si populaţionali.
Complementar acestei definiţii se formuleaza definiţia biotopului: Biotopul este constituit din totalitatea factorilor fizico-chimici (energie, relief, topoclimat, etc.) care influenţeaza evoluţia organismelor vii.
Noţiunea de ecosistem a fost introdusa de Tansley in 1935 pentru a evidenţia unitatea ecologica dintre biotop si biocenoza. O definiţie mai recenta afirma ca: Ecosistemul este totalitatea comunitaţilor de populaţii impreuna cu biotopul asociat.
Ecosistemele au fost clasificate in ecosisteme naturale, in care intervenţia omului este puţin importanta (padurea tropicala, deserturile, taigaua, zonele muntoase inalte, etc.), si in ecosisteme antropizate, in care activitatea umana a modificat puternic componentele si procesele naturale (zonele situate in jurul asezarilor umane).
Structura ecosistemului, ca unitate ecologica funcţionala elementara reflecta, in distribuţia spaţiala a elementelor sale, un anumit conţinut funcţional ce rezulta din interacţiunea diferitelor specii ale biocenozei cu factorii abiotici (sol, relief, topoclimat, etc.). La randul ei, esenţa funcţionarii ţine de antrenarea energiei solare si a substanţelor nutritive minerale (de natura abiotica) in circuitul biologic si transformarea lor in substanţa organica necesara alcatuirii sistemelor vii. Aceste dimensiuni dau ecosistemului calitatea de unitate producatoare de substanţa organica necesara biocenozei. Atingerea unui asemenea scop se materializeaza, in cadrul oricarui ecosistem, prin trei funcţii fundamentale:
(1) funcţia energetica, prin care se realizeaza fixarea energiei solare de catre plantele autotrofe in transferul si distribuţia acesteia de la o categorie de organisme (producatori, consumatori si reducatori sau descompunatori) la alta;
(2) funcţia de transfer a substanţelor nutritive (anorganice si organice) atat intre componentele biocenozei, cat si intre acestea si biotop;
(3) funcţia de autoreglare, prin care se realizeaza stabilitatea ecosistemului pe seama menţinerii unei anumite proporţii intre speciile ce alcatuiesc biocenoza.
Principalul obiectiv al ecologiei este acela de a prezice evoluţia unui organism, populaţie sau comunitate, in contextul unui set particular de condiţii pe frontiera acestora. Dificultatea esenţiala in realizarea acestui obiectiv este aceea ca, din cauza scalei largi de timp a fenomenelor din ecosistem, pe de o parte, precum si, mai ales, din cauza imposibilitaţii realizarii in timp real a experimentului, modelele elaborate in cadrul biologiei nu sunt modele de timp real.
O prima dificultate majora, in legatura cu predicţia, consta in faptul ca studiul fenomenologiei biotopului se realizeaza in cadrul altor stiinţe (fizica, chimia, geologia, geografia, etc.), iar concluziile acestui studiu nu pot fi, pur si simplu, lipite studiului in cadrul biologiei.
O a doua dificultate majora consta in faptul ca specia umana, componenta a biocenozei, este, simultan, prin activitaţile pe care le desfasoara in procesul de adaptare si dezvoltare, componenta a biotopului. Aceste activitaţi sunt descrise in cadrul unor stiinte cu un grad inalt de subiectivitate (economia, sociologia, politica) in care modelele de predicţie sunt puţin dezvoltate.
1.2. Fenomene de poluare locala si globala
Emisii poluante si deseuri
Activitatea umana, in scopul menţinerii speciei prin procese adaptative, genereaza fluxuri de substanţa si energie, suplimentare si, de cele mai multe ori, diferite de cele naturale, care sunt introduse in mediul inconjurator. Aceasta afirmaţie este acceptata actualmente ca definiţie a fenomenului de poluare.
Astfel, pentru realizarea amenajarilor umane, omul a transformat spaţiul geografic. Prima transformare majora a fost procesul de despadurire pentru a face loc asezarilor umane si pentru a amenaja terenuri pentru agricultura, ceea ce a redus la o treime suprafaţa padurilor (mai ales a celor ecuatoriale). Nevoile de alimentare cu apa au determinat atat modificarea structurilor bazinelor hidrografice (prin indiguiri, asanari, modificari ale cursurilor de apa), cat si un consum neregenerabil al resurselor de apa dulce.
Cuplajele se produc atat in timpul transportului poluanţilor prin mezogeosistem (aer, apa, sol), cat si prin impactul direct asupra subsistemelor biosferei. Efectele acestor cuplaje sunt transformarile chimice care au loc la nivelul mezogeosistemului datorita substanţelor poluante, transformari care se constituie ca reacţii pozitive introduse in aceste subsisteme determinand astfel degradarea acestora (scaderea nivelului de complexitate), spre deosebire de cuplajele din ecosistemul natural care sunt reacţii negative, determinand menţinerea unui nivel ridicat al stabilitaţii ecosistemelor.
Activitaţile industriale, bazate in intregime pe procesele de ardere a combustibililor fosili si a padurilor au determinat extracţia anuala a peste 9x109 t de combustibil convenţional o data cu stramutarea a peste 1.6x1012 m3 de roci si cu un mare consum de oxigen. Bilanţul actual al oxigenului este semnificativ in acest sens. Astfel, in vreme ce ecosistemul natural are un bilanţ pozitiv de 17,693x109 tone/an, activitatea antropica are un bilanţ negativ de 49,3x109 tone/an, ceea ce inseamna ca aceasta activitate nu numai ca utilizeaza tot ceea ce produce ecosistemul natural intr-un an, ci consuma si din rezervele de oxigen (31,607x109 tone/an la nivelul anului 1980).
in plus, in afara de faptul ca in cadrul activitaţii sale omul nu regenereaza substanţele si energia folosite, substanţele si energia rezultate in afara produselor (poluanţii si deseurile) perturba, din ce in ce mai puternic, funcţionarea cuplajelor din mezogeosistem la nivel planetar.
Astfel, emisia in aer a substanţelor poluante a determinat producerea unor fenomene care au un caracter global, in sensul ca se pot observa in oricare zona geografica a planetei, indiferent de gradul de dezvoltare al activitaţii antropice:
(1) ploile acide, determinate de prezenţa in atmosfera a compusilor de sulf, clor si azot;
(2) efectul de sera, datorat cresterii concentraţiei de CO2 provenit din procesele de ardere;
(3) subţierea stratului de ozon datorita prezenţei in aer a clorofluorcarburilor, cu urmare imediata a cresterii, la nivelul solului, a dozei de radiaţie ultravioleta;
Emisia in apa a substanţelor toxice a determinat:
(4) periclitarea condiţiilor de viaţa in apa ca urmare a scaderii concentraţiei de oxigen dizolvat;
(5) nitrificarea si eroziunea solului;
Depozitarea pe sol a deseurilor a determinat:
(6) degradarea solului ca urmare a prezenţei metalelor grele si a substanţelor care distrug bacteriile care fixeaza azotul;
Practicarea agriculturii intensive a determinat:
(7) accentuarea eroziunii solului;
Amenajarile hidroenergetice au determinat:
(8) modificari ale reţelei hidrografice si a reliefului local;
(9) miscari seismice de suprafaţa.
Toate aceste fenomene au determinat modificari insemnate la nivelul fitosferei si zoosferei, conducand la dispariţia unui mare numar de specii si, mai ales, au afectat sanatatea omului atat direct, prin consumul de aer si apa poluate, cat si indirect, dar nu mai puţin daunator, prin consumul unor alimente cu caracteristici modificate.
Poluare locala.
Fenomenele de poluare locala se manifesta in zone limitate care se intind pe arii de caţiva km2 sau cateva zeci de km2 si au drept cauze atat fenomene naturale, cat si activitaţi antropice. in aceasta categorie se inscriu:
erupţiile vulcanice de intensitate mica (de exemplu, erupţia vulcanului Mont Pele din 1998 care a afectat numai insula Martinica)
emisiile de gaze toxice din surse naturale (emisia de CO dintr-un lac din Ciad care in 1988 a ucis toţi locuitorii unui sat de pe marginea lacului)
accidente care apar in exploatarea instalaţiilor industriale (explozia unui rezervor de gaze toxice din orasul Bophal, India, din 1985 care a afectat numai zona limitrofa acestei asezari)
deversarile accidentale de petrol din tancurile marine (cazul Amocco Cadiz din zona golfului Alaska din 1994)
emisiile continue ale unitaţilor industriale si agricole ca si ale amenajarilor urbane, rurale si ale reţelelor de transport.
Din punctul de vedere al efectelor pe care aceste fenomene le au asupra ecosistemelor naturale si antropizate, distingem trei categorii de efecte:
Efecte reversibile, in care efectele datorate poluarii dispar la scurt timp dupa dispariţia poluantului si organismele biosferei sau elementele ecosistemelor antropizate revin la starea iniţiala.
Efecte ireversibile, in care efectele datorate poluarii nu dispar dupa dispariţia poluantului si organismele biosferei se imbolnavesc sau mor, iar elementele ecosistemului antropizat nu mai pot fi folosite (cazul alunecarilor de teren, al incendiilor de padure sau al accidentelor industriale)
Mutaţii, in care organismele biosferei isi modifica structura genetica intr-o maniera degenerativa, pana la dispariţia acestora, sau iau o alta cale evolutiva.
Daca cele mai multe din cauzele naturale care determina fenomene de poluare locala nu pot fi nici prevazute, nici inlaturate, ci, in cel mai bun caz, numai diminuate din punct de vedere al efectelor lor, in ceea ce priveste cauzele antropice, ele se datoresc, aproape intotdeauna, nerespectarii disciplinei tehnologice si faptului ca, in exploatare, nu se iau in considerare cele mai noi cunostinte stiinţifice si tehnologice din domeniul respectiv. De asemenea, o activitate manageriala cu performanţe scazute, cum ar fi aceea in care se lucreaza pe stoc, sau cu randamente de consum mici, este in masura sa determine cresterea emisiilor poluante.
Prin urmare, fenomenele de poluare locala au un grad foarte scazut de obiectivitate si, prin urmare, amploarea lor poate fi mult diminuata de o activitate de proiectare desfasurata la limita cunoasterii stiinţifice si tehnologice, de o activitate de exploatare care sa respecte riguros instrucţiunile si de o activitate manageriala performanta din punctul de vedere al minimizarii consumurilor si maximizarii profitului.
Poluare regionala
Fenomenele de poluare regionala au, in general vorbind, aceleasi cauze cu cele de poluare locala, dar amploarea lor este mult mai mare, motiv pentru care zonele afectate ocupa arii mult mai mari, zone insemnate dintr-o ţara, pana la zone in care sunt cuprinse mai multe ţari (poluarea transfrontaliera) sau parţi insemnate dintr-un continent.
Un astfel de caz este recentul fenomen de poluare cu cianuri a unor zone intinse din nordul Romaniei, estul Ungariei si nordul Iugoslaviei datorat ruperii unui dig de protecţie al exploatarii miniere din zona Baia Mare (ianuarie 2000). in acest caz, un defect local in proiectarea pe termen lung a lacului de acumulare al exploatarii miniere a fost potenţat in mod nefericit de condiţiile climatice locale (nivel mare al precipitaţiilor si cresterea brusca a temperaturii care a determinat topirea brusca a zapezii si, deci, cresterea rapida a nivelului lacului de acumulare, precum si de cele geografice (bazinul bogat in afluenţi al Tisei). Concentraţia de cianuri a crescut de cateva ori in toata reţeaua hidrografica, ajungand pana in Delta Dunarii. Desi efectele asupra biosferei sunt reversibile, chiar daca numai pe termen mediu (3 – 5 ani), pagubele pricinuite ecosistemului antropizat, pe termen scurt si mediu, sunt insemnate. O asemenea situaţie ar fi putut fi evitata daca managerii firmei Esmeralda Corporation ar fi facut la timp investiţia necesara pentru protejarea barajului. Pe termen scurt, s-au economisit bani, care acum s-au pierdut, impreuna cu imaginea firmei.
O alta categorie de fenomene de poluare regionala este aceea a poluarii radioactive datorata exploatarii defectuoase a centralelor nuclearo – electrice. Cazul cel mai recent este acela al exploziei unuia din reactoarele centralei de la Cernobal, Ucraina (fosta URSS) din 30 aprilie 1986. Poluarea radioactiva (iod, cesiu si stronţiu) a cuprins zone insemnate din Europa, din Polonia pana in Bulgaria si din Rusia pana in nordul Italiei. Acest lucru s-a intamplat datorita potenţarii negative a emisiilor radioactive de catre circulaţia atmosferica la nivel continental. Cantitatea imensa de praf radioactiv a ajuns rapid in zonele inalte ale troposferei de unde circulaţia maselor de aer le-a transportat in zone situate la mii de kilometri de locul accidentului, unde, prin intermediul ploilor, s-au depus rapid pe sol. Pe langa numarul mare de morţi (cateva mii) din zona accidentului, datorat iradierii directe, milioane de oameni din ţari situate la mii de kilometri distanţa au avut de suferit pe termen mediu si lung. De asemenea, in zone intinse din Ucraina, milioane de oameni au avut de suferit pe termen mediu si lung, efectele poluarii radioactive in aceste zone fiind ireversibile.
Ca si fenomenele de poluare locala, fenomenele de poluare regionala pot fi diminuate sau chiar inlaturate, daca se desfasoara o activitate antropica corecta.
Poluare globala.
Spre deosebire de cele doua tipuri de fenomene prezentate pana acum, fenomenele de poluare globala, desi au surse punctuale, afecteaza intreaga planeta. De asemenea, cauzele antropice ale acestor fenomene nu au catusi de puţin un caracter subiectiv, ci unul obiectiv, fiind determinate de activitaţi de mare importanţa ale speciei umane, producerea energiei si a hranei, care nu pot fi diminuate sau eliminate. Acest tip de poluare este produs de activitaţi care se desfasoara la limita cunoasterii stiinţifice si tehnologice. Fenomenele de poluare globala sunt urmatoarele:
A. Ploile acide
Sursele naturale si antropice care conduc la formarea ploilor acide sunt:
Naturale: Erupţiile vulcanice
Denitrificarea solului
Arderea biomasei
Reacţii fotochimice
Antropice: Arderea combustibililor fosili
Arderea biomasei
Transport aerian
B. Subţierea stratului de ozon
Rolul esenţial pe care il are ozonul atmosferic in menţinerea vieţii, datorita absorbţiei radiaţiei solare UV-B, a determinat studierea sistematica a fenomenelor care determina dinamica lui, incepand din anii ‘30 cand au fost accesibile primele masuratori cu sonde stratosferice. Tot atunci a fost creat, de catre Chapman, primul model de creare si distrugere a ozonului stratosferic.
in procesele de creaţie si de distrugere a ozonului participa radiaţia solara din zona UV-B, sistemul hidrogenului, al azotului si al clorului, precum si o serie de sisteme regulatoare, cu rol de reacţie negativa, cum este cel al metanului.
Gruparea NO se poate forma si in timpul unor evenimente deosebite care au loc in stratosfera, cum este acela al existenţei, accidentale, al unui nivel crescut de radiaţii galactice, fluxuri de protoni, trecerea unor meteoriţi, etc., in general, orice eveniment energetic care poate da nastere in stratosfera la temperaturi mai mari de 2000oC. La aceste temperaturi au loc reacţiile
Procesul regulator din sistemul clorului se desfasoara prin intermediul reacţiilor
Toate procesele de creaţie si de distrugere a ozonului, prezentate mai sus, au loc datorita unor cauze naturale care au fost menţionate. Ponderea acestor procese in procesul de distrugere a ozonului (60% in sistemul azotului, 20% recombinarea ozonului, 10% in sistemul hidrogenului si restul in sistemul clorului si al altor elemente), este stabilita de rapoartele relative in care se afla constantele de viteza k si J ale reacţiilor chimice. Starea staţionara determinata de aceasta balanţa intre creare si distrugere are drept consecinţa imediata menţinerea, la nivelul suprafeţei terestre, a acelui nivel de radiaţii UV-B care permite menţinerea si dezvoltarea componentelor biosferei.
Activitatea antropica intervine in procesul de distrugere al acestuia exact pe aceleasi cai ca si sistemele naturale.
(I) Intervenţia in sistemul hidrogenului
Se realizeaza prin introducerea in stratosfera a unor cantitaţi suplimentare de metan, provenite din metabolismul animalelor crescute in fermele zootehnice si din exploatarea zacamintelor de petrol si gaze naturale.
(II) Intervenţia in sistemul azotului
Se realizeaza pe una din urmatoarele cai:
(a) prezenţa oxizilor de azot in stratosfera datorita emisiilor de gaze in transportul aerian supersonic;
(b) menţinerea unei temperaturi ridicate in stratosfera datorita avioanelor supersonice,
(c) prezenţa oxizilor de azot in stratosfera datorita folosirii pe scara larga a ingrasemintelor chimice cu azot
(d) prezenţa oxizilor de azot in stratosfera datorita defrisarii padurilor care accelereaza procesul de denitrificare a solului
(III) Intervenţia in sistemul clorului
Se realizeaza prin prezenţa freonului 11 (CFCl3) si a freonului 12 (CF2Cl2) in stratosfera datorita folosirii acestora in instalaţiile frigorifice si in industria cosmeticelor.
Datorita faptului ca intervenţia antropica in procesele de distrugere a ozonului are loc pe aceleasi canale ca si in cazul ecosistemului natural, ponderile acestor canale raman nemodificate. Ceea ce este probabil sa se schimbe, este viteza de distrugere a ozonului.
C. Efectul de sera
Dintre tipurile de poluare globala, efectul de sera este efectul care ar putea avea, pe termen mediu si lung, consecinţe extrem de grave pentru ecosistemul antropizat si pentru biosfera, in general.
Efectul de sera (green house effect) consta in incalzirea globala a atmosferei joase (troposfera) ca urmare a cresterii emisiilor de CO2 si CH4. Sursele acestui tip de poluare globala sunt in intregime antropice si anume procesele de ardere a combustibililor fosili, pentru CO2 si emisiile provenite de la dejecţiile rezultate din activitatea antropica de crestere a animalelor in marile complexe zootehnice, pentru CH4. Aceste cauze sunt departe de a fi obiective, ele fiind expresia moderna a doua dintre cele mai importante activitaţi antropice, producerea energiei si a hranei. Prin urmare, cresterea emisiilor de bioxid de carbon si metan este direct legata de satisfacerea unor nevoi esenţiale ale unei populaţii in continua crestere.
Din nefericire, cuplajele numeroase si extrem de stranse dintre troposfera si celelalte subsisteme ale mezogeosistemului constituie factori agravanţi pentru amplitudinea efectelor pe care efectul de sera le poate avea asupra mezogeosistemului. Daca emisiile de bioxid de carbon si metan se menţin la actuala rata de crestere, temperatura medie a atmosferei ar putea creste in urmatorii 50 de ani cu 3 – 5oC, ceea ce ar putea da nastere, in aceasta ordine, la urmatoarele fenomene:
Topirea unei parţi insemnate a calotei glaciare
Cresterea nivelului marilor si oceanelor cu cateva zeci de metri, ceea ce va determina inundarea tuturor ţarmurilor unde se afla asezari umane intens populate si cu o economie infloritoare. Ţari ca Olanda sau Singapore vor dispare inghiţite de apele oceanului.
Link: www.onlinestudent.ro
Sursa: www.onlinestudent.ro
Fisier: Descarca
1.1. Studiul mediului inconjurator in cadrul biologiei
Termenul "ecologie" a fost introdus de E. Haeckel, in 1869, in legatura cu studiul interacţiunilor dintre organismele vii si mediul lor inconjurator. O definiţie mai completa a fost formulata de Krebs care afirma ca: Ecologia este studiul stiinţific al interacţiunilor care determina distribuţia si abundenţa organismelor in mediul inconjurator si ca: Mediul inconjurator al unui organism este format din toate fenomenele din afara organismului care il influenţeaza, atat factorii fizico-chimici, cat si din alte organisme.
Sistemele vii sunt organizate pe trei nivele de complexitate: organismele individuale, populaţiile, formate din organisme din aceeasi specie, si comunitaţile, formate din populaţii de specii diferite.
Formulat inca din 1877 de K. Mobius, termenul de biocenoza a capatat calitaţile unui concept ecologic de profunzime abia in ultimele decenii. O definiţie care aparţine lui E. P. Odum in 1971 spune ca: Biocenoza este un ansamblu de populaţii ce traiesc pe un teritoriu sau un habitat fizic determinat cu caracteristici in plus faţa de cele ale componenţilor sai individuali si populaţionali.
Complementar acestei definiţii se formuleaza definiţia biotopului: Biotopul este constituit din totalitatea factorilor fizico-chimici (energie, relief, topoclimat, etc.) care influenţeaza evoluţia organismelor vii.
Noţiunea de ecosistem a fost introdusa de Tansley in 1935 pentru a evidenţia unitatea ecologica dintre biotop si biocenoza. O definiţie mai recenta afirma ca: Ecosistemul este totalitatea comunitaţilor de populaţii impreuna cu biotopul asociat.
Ecosistemele au fost clasificate in ecosisteme naturale, in care intervenţia omului este puţin importanta (padurea tropicala, deserturile, taigaua, zonele muntoase inalte, etc.), si in ecosisteme antropizate, in care activitatea umana a modificat puternic componentele si procesele naturale (zonele situate in jurul asezarilor umane).
Structura ecosistemului, ca unitate ecologica funcţionala elementara reflecta, in distribuţia spaţiala a elementelor sale, un anumit conţinut funcţional ce rezulta din interacţiunea diferitelor specii ale biocenozei cu factorii abiotici (sol, relief, topoclimat, etc.). La randul ei, esenţa funcţionarii ţine de antrenarea energiei solare si a substanţelor nutritive minerale (de natura abiotica) in circuitul biologic si transformarea lor in substanţa organica necesara alcatuirii sistemelor vii. Aceste dimensiuni dau ecosistemului calitatea de unitate producatoare de substanţa organica necesara biocenozei. Atingerea unui asemenea scop se materializeaza, in cadrul oricarui ecosistem, prin trei funcţii fundamentale:
(1) funcţia energetica, prin care se realizeaza fixarea energiei solare de catre plantele autotrofe in transferul si distribuţia acesteia de la o categorie de organisme (producatori, consumatori si reducatori sau descompunatori) la alta;
(2) funcţia de transfer a substanţelor nutritive (anorganice si organice) atat intre componentele biocenozei, cat si intre acestea si biotop;
(3) funcţia de autoreglare, prin care se realizeaza stabilitatea ecosistemului pe seama menţinerii unei anumite proporţii intre speciile ce alcatuiesc biocenoza.
Principalul obiectiv al ecologiei este acela de a prezice evoluţia unui organism, populaţie sau comunitate, in contextul unui set particular de condiţii pe frontiera acestora. Dificultatea esenţiala in realizarea acestui obiectiv este aceea ca, din cauza scalei largi de timp a fenomenelor din ecosistem, pe de o parte, precum si, mai ales, din cauza imposibilitaţii realizarii in timp real a experimentului, modelele elaborate in cadrul biologiei nu sunt modele de timp real.
O prima dificultate majora, in legatura cu predicţia, consta in faptul ca studiul fenomenologiei biotopului se realizeaza in cadrul altor stiinţe (fizica, chimia, geologia, geografia, etc.), iar concluziile acestui studiu nu pot fi, pur si simplu, lipite studiului in cadrul biologiei.
O a doua dificultate majora consta in faptul ca specia umana, componenta a biocenozei, este, simultan, prin activitaţile pe care le desfasoara in procesul de adaptare si dezvoltare, componenta a biotopului. Aceste activitaţi sunt descrise in cadrul unor stiinte cu un grad inalt de subiectivitate (economia, sociologia, politica) in care modelele de predicţie sunt puţin dezvoltate.
1.2. Fenomene de poluare locala si globala
Emisii poluante si deseuri
Activitatea umana, in scopul menţinerii speciei prin procese adaptative, genereaza fluxuri de substanţa si energie, suplimentare si, de cele mai multe ori, diferite de cele naturale, care sunt introduse in mediul inconjurator. Aceasta afirmaţie este acceptata actualmente ca definiţie a fenomenului de poluare.
Astfel, pentru realizarea amenajarilor umane, omul a transformat spaţiul geografic. Prima transformare majora a fost procesul de despadurire pentru a face loc asezarilor umane si pentru a amenaja terenuri pentru agricultura, ceea ce a redus la o treime suprafaţa padurilor (mai ales a celor ecuatoriale). Nevoile de alimentare cu apa au determinat atat modificarea structurilor bazinelor hidrografice (prin indiguiri, asanari, modificari ale cursurilor de apa), cat si un consum neregenerabil al resurselor de apa dulce.
Cuplajele se produc atat in timpul transportului poluanţilor prin mezogeosistem (aer, apa, sol), cat si prin impactul direct asupra subsistemelor biosferei. Efectele acestor cuplaje sunt transformarile chimice care au loc la nivelul mezogeosistemului datorita substanţelor poluante, transformari care se constituie ca reacţii pozitive introduse in aceste subsisteme determinand astfel degradarea acestora (scaderea nivelului de complexitate), spre deosebire de cuplajele din ecosistemul natural care sunt reacţii negative, determinand menţinerea unui nivel ridicat al stabilitaţii ecosistemelor.
Activitaţile industriale, bazate in intregime pe procesele de ardere a combustibililor fosili si a padurilor au determinat extracţia anuala a peste 9x109 t de combustibil convenţional o data cu stramutarea a peste 1.6x1012 m3 de roci si cu un mare consum de oxigen. Bilanţul actual al oxigenului este semnificativ in acest sens. Astfel, in vreme ce ecosistemul natural are un bilanţ pozitiv de 17,693x109 tone/an, activitatea antropica are un bilanţ negativ de 49,3x109 tone/an, ceea ce inseamna ca aceasta activitate nu numai ca utilizeaza tot ceea ce produce ecosistemul natural intr-un an, ci consuma si din rezervele de oxigen (31,607x109 tone/an la nivelul anului 1980).
in plus, in afara de faptul ca in cadrul activitaţii sale omul nu regenereaza substanţele si energia folosite, substanţele si energia rezultate in afara produselor (poluanţii si deseurile) perturba, din ce in ce mai puternic, funcţionarea cuplajelor din mezogeosistem la nivel planetar.
Astfel, emisia in aer a substanţelor poluante a determinat producerea unor fenomene care au un caracter global, in sensul ca se pot observa in oricare zona geografica a planetei, indiferent de gradul de dezvoltare al activitaţii antropice:
(1) ploile acide, determinate de prezenţa in atmosfera a compusilor de sulf, clor si azot;
(2) efectul de sera, datorat cresterii concentraţiei de CO2 provenit din procesele de ardere;
(3) subţierea stratului de ozon datorita prezenţei in aer a clorofluorcarburilor, cu urmare imediata a cresterii, la nivelul solului, a dozei de radiaţie ultravioleta;
Emisia in apa a substanţelor toxice a determinat:
(4) periclitarea condiţiilor de viaţa in apa ca urmare a scaderii concentraţiei de oxigen dizolvat;
(5) nitrificarea si eroziunea solului;
Depozitarea pe sol a deseurilor a determinat:
(6) degradarea solului ca urmare a prezenţei metalelor grele si a substanţelor care distrug bacteriile care fixeaza azotul;
Practicarea agriculturii intensive a determinat:
(7) accentuarea eroziunii solului;
Amenajarile hidroenergetice au determinat:
(8) modificari ale reţelei hidrografice si a reliefului local;
(9) miscari seismice de suprafaţa.
Toate aceste fenomene au determinat modificari insemnate la nivelul fitosferei si zoosferei, conducand la dispariţia unui mare numar de specii si, mai ales, au afectat sanatatea omului atat direct, prin consumul de aer si apa poluate, cat si indirect, dar nu mai puţin daunator, prin consumul unor alimente cu caracteristici modificate.
Poluare locala.
Fenomenele de poluare locala se manifesta in zone limitate care se intind pe arii de caţiva km2 sau cateva zeci de km2 si au drept cauze atat fenomene naturale, cat si activitaţi antropice. in aceasta categorie se inscriu:
erupţiile vulcanice de intensitate mica (de exemplu, erupţia vulcanului Mont Pele din 1998 care a afectat numai insula Martinica)
emisiile de gaze toxice din surse naturale (emisia de CO dintr-un lac din Ciad care in 1988 a ucis toţi locuitorii unui sat de pe marginea lacului)
accidente care apar in exploatarea instalaţiilor industriale (explozia unui rezervor de gaze toxice din orasul Bophal, India, din 1985 care a afectat numai zona limitrofa acestei asezari)
deversarile accidentale de petrol din tancurile marine (cazul Amocco Cadiz din zona golfului Alaska din 1994)
emisiile continue ale unitaţilor industriale si agricole ca si ale amenajarilor urbane, rurale si ale reţelelor de transport.
Din punctul de vedere al efectelor pe care aceste fenomene le au asupra ecosistemelor naturale si antropizate, distingem trei categorii de efecte:
Efecte reversibile, in care efectele datorate poluarii dispar la scurt timp dupa dispariţia poluantului si organismele biosferei sau elementele ecosistemelor antropizate revin la starea iniţiala.
Efecte ireversibile, in care efectele datorate poluarii nu dispar dupa dispariţia poluantului si organismele biosferei se imbolnavesc sau mor, iar elementele ecosistemului antropizat nu mai pot fi folosite (cazul alunecarilor de teren, al incendiilor de padure sau al accidentelor industriale)
Mutaţii, in care organismele biosferei isi modifica structura genetica intr-o maniera degenerativa, pana la dispariţia acestora, sau iau o alta cale evolutiva.
Daca cele mai multe din cauzele naturale care determina fenomene de poluare locala nu pot fi nici prevazute, nici inlaturate, ci, in cel mai bun caz, numai diminuate din punct de vedere al efectelor lor, in ceea ce priveste cauzele antropice, ele se datoresc, aproape intotdeauna, nerespectarii disciplinei tehnologice si faptului ca, in exploatare, nu se iau in considerare cele mai noi cunostinte stiinţifice si tehnologice din domeniul respectiv. De asemenea, o activitate manageriala cu performanţe scazute, cum ar fi aceea in care se lucreaza pe stoc, sau cu randamente de consum mici, este in masura sa determine cresterea emisiilor poluante.
Prin urmare, fenomenele de poluare locala au un grad foarte scazut de obiectivitate si, prin urmare, amploarea lor poate fi mult diminuata de o activitate de proiectare desfasurata la limita cunoasterii stiinţifice si tehnologice, de o activitate de exploatare care sa respecte riguros instrucţiunile si de o activitate manageriala performanta din punctul de vedere al minimizarii consumurilor si maximizarii profitului.
Poluare regionala
Fenomenele de poluare regionala au, in general vorbind, aceleasi cauze cu cele de poluare locala, dar amploarea lor este mult mai mare, motiv pentru care zonele afectate ocupa arii mult mai mari, zone insemnate dintr-o ţara, pana la zone in care sunt cuprinse mai multe ţari (poluarea transfrontaliera) sau parţi insemnate dintr-un continent.
Un astfel de caz este recentul fenomen de poluare cu cianuri a unor zone intinse din nordul Romaniei, estul Ungariei si nordul Iugoslaviei datorat ruperii unui dig de protecţie al exploatarii miniere din zona Baia Mare (ianuarie 2000). in acest caz, un defect local in proiectarea pe termen lung a lacului de acumulare al exploatarii miniere a fost potenţat in mod nefericit de condiţiile climatice locale (nivel mare al precipitaţiilor si cresterea brusca a temperaturii care a determinat topirea brusca a zapezii si, deci, cresterea rapida a nivelului lacului de acumulare, precum si de cele geografice (bazinul bogat in afluenţi al Tisei). Concentraţia de cianuri a crescut de cateva ori in toata reţeaua hidrografica, ajungand pana in Delta Dunarii. Desi efectele asupra biosferei sunt reversibile, chiar daca numai pe termen mediu (3 – 5 ani), pagubele pricinuite ecosistemului antropizat, pe termen scurt si mediu, sunt insemnate. O asemenea situaţie ar fi putut fi evitata daca managerii firmei Esmeralda Corporation ar fi facut la timp investiţia necesara pentru protejarea barajului. Pe termen scurt, s-au economisit bani, care acum s-au pierdut, impreuna cu imaginea firmei.
O alta categorie de fenomene de poluare regionala este aceea a poluarii radioactive datorata exploatarii defectuoase a centralelor nuclearo – electrice. Cazul cel mai recent este acela al exploziei unuia din reactoarele centralei de la Cernobal, Ucraina (fosta URSS) din 30 aprilie 1986. Poluarea radioactiva (iod, cesiu si stronţiu) a cuprins zone insemnate din Europa, din Polonia pana in Bulgaria si din Rusia pana in nordul Italiei. Acest lucru s-a intamplat datorita potenţarii negative a emisiilor radioactive de catre circulaţia atmosferica la nivel continental. Cantitatea imensa de praf radioactiv a ajuns rapid in zonele inalte ale troposferei de unde circulaţia maselor de aer le-a transportat in zone situate la mii de kilometri de locul accidentului, unde, prin intermediul ploilor, s-au depus rapid pe sol. Pe langa numarul mare de morţi (cateva mii) din zona accidentului, datorat iradierii directe, milioane de oameni din ţari situate la mii de kilometri distanţa au avut de suferit pe termen mediu si lung. De asemenea, in zone intinse din Ucraina, milioane de oameni au avut de suferit pe termen mediu si lung, efectele poluarii radioactive in aceste zone fiind ireversibile.
Ca si fenomenele de poluare locala, fenomenele de poluare regionala pot fi diminuate sau chiar inlaturate, daca se desfasoara o activitate antropica corecta.
Poluare globala.
Spre deosebire de cele doua tipuri de fenomene prezentate pana acum, fenomenele de poluare globala, desi au surse punctuale, afecteaza intreaga planeta. De asemenea, cauzele antropice ale acestor fenomene nu au catusi de puţin un caracter subiectiv, ci unul obiectiv, fiind determinate de activitaţi de mare importanţa ale speciei umane, producerea energiei si a hranei, care nu pot fi diminuate sau eliminate. Acest tip de poluare este produs de activitaţi care se desfasoara la limita cunoasterii stiinţifice si tehnologice. Fenomenele de poluare globala sunt urmatoarele:
A. Ploile acide
Sursele naturale si antropice care conduc la formarea ploilor acide sunt:
Naturale: Erupţiile vulcanice
Denitrificarea solului
Arderea biomasei
Reacţii fotochimice
Antropice: Arderea combustibililor fosili
Arderea biomasei
Transport aerian
B. Subţierea stratului de ozon
Rolul esenţial pe care il are ozonul atmosferic in menţinerea vieţii, datorita absorbţiei radiaţiei solare UV-B, a determinat studierea sistematica a fenomenelor care determina dinamica lui, incepand din anii ‘30 cand au fost accesibile primele masuratori cu sonde stratosferice. Tot atunci a fost creat, de catre Chapman, primul model de creare si distrugere a ozonului stratosferic.
in procesele de creaţie si de distrugere a ozonului participa radiaţia solara din zona UV-B, sistemul hidrogenului, al azotului si al clorului, precum si o serie de sisteme regulatoare, cu rol de reacţie negativa, cum este cel al metanului.
Gruparea NO se poate forma si in timpul unor evenimente deosebite care au loc in stratosfera, cum este acela al existenţei, accidentale, al unui nivel crescut de radiaţii galactice, fluxuri de protoni, trecerea unor meteoriţi, etc., in general, orice eveniment energetic care poate da nastere in stratosfera la temperaturi mai mari de 2000oC. La aceste temperaturi au loc reacţiile
Procesul regulator din sistemul clorului se desfasoara prin intermediul reacţiilor
Toate procesele de creaţie si de distrugere a ozonului, prezentate mai sus, au loc datorita unor cauze naturale care au fost menţionate. Ponderea acestor procese in procesul de distrugere a ozonului (60% in sistemul azotului, 20% recombinarea ozonului, 10% in sistemul hidrogenului si restul in sistemul clorului si al altor elemente), este stabilita de rapoartele relative in care se afla constantele de viteza k si J ale reacţiilor chimice. Starea staţionara determinata de aceasta balanţa intre creare si distrugere are drept consecinţa imediata menţinerea, la nivelul suprafeţei terestre, a acelui nivel de radiaţii UV-B care permite menţinerea si dezvoltarea componentelor biosferei.
Activitatea antropica intervine in procesul de distrugere al acestuia exact pe aceleasi cai ca si sistemele naturale.
(I) Intervenţia in sistemul hidrogenului
Se realizeaza prin introducerea in stratosfera a unor cantitaţi suplimentare de metan, provenite din metabolismul animalelor crescute in fermele zootehnice si din exploatarea zacamintelor de petrol si gaze naturale.
(II) Intervenţia in sistemul azotului
Se realizeaza pe una din urmatoarele cai:
(a) prezenţa oxizilor de azot in stratosfera datorita emisiilor de gaze in transportul aerian supersonic;
(b) menţinerea unei temperaturi ridicate in stratosfera datorita avioanelor supersonice,
(c) prezenţa oxizilor de azot in stratosfera datorita folosirii pe scara larga a ingrasemintelor chimice cu azot
(d) prezenţa oxizilor de azot in stratosfera datorita defrisarii padurilor care accelereaza procesul de denitrificare a solului
(III) Intervenţia in sistemul clorului
Se realizeaza prin prezenţa freonului 11 (CFCl3) si a freonului 12 (CF2Cl2) in stratosfera datorita folosirii acestora in instalaţiile frigorifice si in industria cosmeticelor.
Datorita faptului ca intervenţia antropica in procesele de distrugere a ozonului are loc pe aceleasi canale ca si in cazul ecosistemului natural, ponderile acestor canale raman nemodificate. Ceea ce este probabil sa se schimbe, este viteza de distrugere a ozonului.
C. Efectul de sera
Dintre tipurile de poluare globala, efectul de sera este efectul care ar putea avea, pe termen mediu si lung, consecinţe extrem de grave pentru ecosistemul antropizat si pentru biosfera, in general.
Efectul de sera (green house effect) consta in incalzirea globala a atmosferei joase (troposfera) ca urmare a cresterii emisiilor de CO2 si CH4. Sursele acestui tip de poluare globala sunt in intregime antropice si anume procesele de ardere a combustibililor fosili, pentru CO2 si emisiile provenite de la dejecţiile rezultate din activitatea antropica de crestere a animalelor in marile complexe zootehnice, pentru CH4. Aceste cauze sunt departe de a fi obiective, ele fiind expresia moderna a doua dintre cele mai importante activitaţi antropice, producerea energiei si a hranei. Prin urmare, cresterea emisiilor de bioxid de carbon si metan este direct legata de satisfacerea unor nevoi esenţiale ale unei populaţii in continua crestere.
Din nefericire, cuplajele numeroase si extrem de stranse dintre troposfera si celelalte subsisteme ale mezogeosistemului constituie factori agravanţi pentru amplitudinea efectelor pe care efectul de sera le poate avea asupra mezogeosistemului. Daca emisiile de bioxid de carbon si metan se menţin la actuala rata de crestere, temperatura medie a atmosferei ar putea creste in urmatorii 50 de ani cu 3 – 5oC, ceea ce ar putea da nastere, in aceasta ordine, la urmatoarele fenomene:
Topirea unei parţi insemnate a calotei glaciare
Cresterea nivelului marilor si oceanelor cu cateva zeci de metri, ceea ce va determina inundarea tuturor ţarmurilor unde se afla asezari umane intens populate si cu o economie infloritoare. Ţari ca Olanda sau Singapore vor dispare inghiţite de apele oceanului.
» Comenteaza articolul
