Zanieczyszczenia powietrza w Polsce Opracowaa Agnieszka Terebus SPIS

Zanieczyszczenia powietrza w Polsce Opracowała Agnieszka Terebus

SPIS TREŚCI n n n n Wprowadzenie Skład powietrza Powłoka ochronna w niebezpieczeństwie Efekt cieplarniany i jego konsekwencje Zagrożenia warstwy ozonowej Zanieczyszczenie miast Wpływ zanieczyszczenia środowiska na zdrowie człowieka Zanieczyszczenia powietrza w Polsce Ochrona powietrza Ćwiczenie 1 Ćwiczenie 2 Ćwiczenie 3 Podsumowanie Bibliografia

WPROWADZENIE Gdyby nasza planeta była rozmiaru pomarańczy, to jej atmosfera miałaby grubość - mniej więcej - kartki papieru. Tak cienka jest powłoka chroniąca życie na Ziemi. Atmosfera osłania Ziemię przed meteorytami, filtruje ultrafioletowe promieniowanie słoneczne, pochłania ciepło i stabilizuje temperaturę powierzchni Ziemi, a zawarty w niej tlen jest niezbędny dla życia większości organizmów.

SKŁAD POWIETRZA n Powietrze jest mieszaniną gazów. Głównymi jej składnikami są: azot, tlen, gazy szlachetne, dwutlenek węgla i para wodna. n W wyniku procesów zachodzących w przyrodzie, do atmosfery wprowadzane są również inne składniki, takie jak np. pyły z wybuchów wulkanów czy gazy z procesów zachodzących w bagnach i torfowiskach.

POWŁOKA OCHRONNA W NIEBEZPIECZEŃSTWIE n Na skutek działalności człowieka w powietrzu znajdują się również cząsteczki sztuczne, takie jak: pestycydy czy lotne związki organiczne (będące pochodną produktów chemicznych), a także odnotowuje się znaczny wzrost metanu, tlenków węgla oraz ozonu w dolnych warstwach atmosfery. n Jeśli chodzi o możliwe konsekwencje rozmaitych sfer działalności człowieka dla zdrowia, a także dla flory i fauny, to nadal pozostajemy na etapie hipotez.

n Badania atmosfery prowadzone są stosunkowo od niedawna. Dopiero na początku lat 70 zaczęto interesować się składem ziemskiej powłoki gazowej oraz jej interakcjami z klimatem. W latach 90. zanieczyszczenie powietrza w miastach powszechnie uznano za kwestię zdrowia publicznego. n Dokonany postęp techniczny pozwala ocenić skalę zagrożeń, ale nie oferuje jeszcze żadnych cudownych rozwiązań. Jednym bowiem sposobem ocalenia atmosfery jest ograniczenie emisji szkodliwych substancji związanych z działalnością człowieka.

EFEKT CIEPLARNIANY I JEGO KONSEKWENCJE n n W atmosferze ziemskiej część promieniowania słonecznego jest odbijana przez chmury, pyły i inne aerozole i trafia z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Część promieniowania słonecznego jest w atmosferze rozpraszana i przez nią pochłaniana. Natomiast reszta, przeniknąwszy atmosferę, jest pochłaniana przez powierzchnię globu i zamieniana w ciepło, po czym częściowo powraca do atmosfery pod postacią promieniowania podczerwonego. Para wodna i niektóre gazy atmosferyczne mają jednak zdolność zatrzymywania większości ciepła oddawanego przez Ziemię. Zostaje ono ponownie skierowane ku jej powierzchni. Mechanizm efektu cieplarnianego: http: //edu. pgi. gov. pl/muzeum/efekt/mechanizm. htm

n n W przeciwnym razie, cała energia zostałaby wypromieniowana z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Wytworzone ciepło jest więc częściowo zatrzymywane w atmosferze, podobnie jak ma to miejsce w cieplarni. Dzięki temu średnia temperatura przy powierzchni Ziemi wynosi około 15°C. Gdyby nie ów 1. Słońce ° proces wynosiłaby – 18 C. 2. Zatrzymane promieniowanie podczerwone 3. Gazy cieplarniane 4. Ulatniające się promieniowanie Źródło grafiki: http: //www. efektcieplarniany. glt. pl/ Patrz również rysunek [w: ] Chauveau L. , Mały atlas zagrożeń ekologicznych, Larousse, Wrocław 2004, s. 14.

SKUTKI EFEKTU CIEPLARNIANEGO n n Powłoka gazowa Ziemi jest coraz bardziej uszczelniana przez gazy cieplarniane: nadmiar dwutlenku węgla, metan powstający z odpadów, ozon przyziemny, tlenki azotu, freony. Większa zawartość dwutlenku węgla (który jest jednym z gazów cieplarnianych) w powietrzu atmosferycznym, wpływa korzystnie na rozwój roślin, ale tylko do określonej granicy. Jeśli ta granica zostanie znacznie przekroczona, rośliny rozwijają się wolniej, ulegają uszkodzeniu, a nawet obumierają. Patrz rysunek [: w] Costa-Pau R. : Ekologia i ochrona środowiska. Ilustrowana Encyklopedia Szkolna. Łódź 1997, Res Polonia, s. 106 -107.

n Przewiduje się, że jeżeli w ciągu najbliższych 50 – 100 lat emisja gazów cieplarnianych utrzyma się na obecnym poziomie, to nastąpi ocieplenie klimatu, które spowoduje topnienie lodów okołobiegunowych i podniesienie się poziomu wód w morzach i oceanach. Następstwem tego będzie zalanie nadmorskich terenów nizinnych, na których mieszka prawie jedna trzecia ludności świata. n Ocieplenie klimatu spowoduje także przesunięcie stref klimatyczno-roślinnych świata, co wpłynie na zachwianie egzystencji większości żywych organizmów. Rośliny i zwierzęta zginą, zanim zdążą przystosować się do nowych warunków klimatycznych. Trudno przewidzieć wszystkie negatywne skutki zakłócenia równowagi w atmosferze.

ZAGROŻENIA WARSTWY OZONOWEJ Warstwa ozonowa, znajdująca się na wysokości od 15 do 50 kilometrów, filtruje promieniowanie słoneczne. Jej niszczenie stanowi bezpośrednie zagrożenie dla zdrowia ludzi. n n Zanieczyszczenia emitowane z Ziemi nie pozostają długo w dolnej warstwie atmosfery (w troposferze). Cząsteczki pyłów lub gazów uczestniczą w różnego rodzaju obiegach i reakcjach chemicznych. Niektóre zanieczyszczenia przedostają się do wyższych warstw stratosfery. Tam masy powietrza przemieszczają się w kierunku poziomym. Dlatego też zanieczyszczenia mogą pozostawać w górnej warstwie stratosfery (w ozonosferze) nawet setki lat.

FUNKCJA OZONU n Charakterystyczną cechą stratosfery jest obecność w niej ozonu. Ozon występuje we wszystkich warstwach atmosfery, ale jego obecność w stratosferze ma szczególne znaczenie dla istnienia życia na Ziemi. Warstwa ozonu zatrzymuje bowiem większą część szkodliwego promieniowania ultrafioletowego, chroniąc tym samym życie na Ziemi. n Ozon powstaje głównie nad równikiem, gdzie promieniowanie słoneczne jest wyjątkowo intensywne. Duża część ozonu przemieszcza się poziomo z masami powietrza w kierunku biegunów. Jego koncentracja w różnych rejonach ulega zmianom w ciągu roku.

OZON W STRATOSFERZE n n Źródło grafiki: http: //www. ekologia. gemapro. vip. alpha. pl/grafika/freony. jpg Powstanie ozonu z cząsteczek tlenu wymaga dużej ilości energii. Dostarcza jej promieniowanie ultrafioletowe, które jest wykorzystywane do rozbijania cząsteczek tlenu i dzięki temu zmniejsza się jego ilość dochodząca na powierzchnię Ziemi. Zanikanie warstwy ozonowej w stratosferze jest spowodowane głównie przez zanieczyszczenia atmosfery freonami, wykorzystywanymi w życiu codziennym w postaci dezodorantów, rozpylaczy, rozpuszczalników oraz w urządzeniach klimatyzacyjnych, lodówkach, gaśnicach itp. .

Zniszczenie tylko 1% ozonosfery może spowodować taki wzrost szkodliwego promieniowania, że zniszczy ono większość roślin zielonych, a także spowoduje znaczny wzrost zachorowań na raka (głównie skóry) oraz liczne zmiany genetyczne w organizmach.

ZANIECZYSZCZENIE MIAST Źródło grafiki: Neptun „Czyste Powietrze” http: //fotografia. interklasa. pl/index. php? akcja=zdjecie&ak=pokaz&id=207957

ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ n n n Kiedy koncentracja zanieczyszczeń gazowych i pyłowych osiągnie wysoki poziom, może doprowadzić – bezpośrednio lub pośrednio – do śmierci żywych organizmów. „Wyprodukowane” przez człowieka zanieczyszczenia pochodzą głównie ze spalania: węgla, ropy naftowej, benzyny lub gazu ziemnego. Podczas spalania i przetwarzania tych surowców powstają tlenki: węgla, azotu, siarki, które gromadzą się w atmosferze.

Zakłady przemysłowe, znajdujące się wokół miast i w miastach, emitują trujące gazy i pyły, które zanieczyszczają powietrze. Duży ruch samochodowy jest przyczyną zatrucia atmosfery ziemskiej spalinami samochodowymi. Codzienna działalność człowieka w czasie pracy i wypoczynku także może przyczynić się do wzrostu zanieczyszczenia powietrza. Źródło grafiki: fotografia 1 i 2 – zdjęcia własne fotografia 3 - http: //www. opocznianie. pl/news/data/upimages/dym_0106. jpg

WPŁYW MIAST NA KLIMAT Materiały używane przy budowie dróg oraz konstrukcje budowlane pochłaniają olbrzymie ilości promieni słonecznych i nagrzewają się. Wody opadowe, zamiast wsiąkać w glebę, są odprowadzane różnymi kanałami pod ziemię. Są to m. in. przyczyny wyższej temperatury w dużych miastach niż w środowisku wiejskim. niejszy ruch powietrza w terenie M zabudowanym sprzyja utrzymywaniu się nad miastem wysokiego stopnia szkodliwych substancji, które często są przyczyną powstawania smogu – żółtobrązowej mgły, będącej mieszaniną zanieczyszczeń gazowych, płynnych lub stałych substancji pochodzenia przemysłowego albo komunikacyjnego. Źródło grafiki: http: //proto 5. thinkquest. nl/~kle 0001/images/smog. jpg

WPŁYW ZANIECZYSZCZENIA ŚRODOWISKA NA ZDROWIE CZŁOWIEKA n n n Zanieczyszczenia zawarte w powietrzu trafiają bezpośrednio do naszych organizmów podczas oddychania. Wysoki stopień zanieczyszczenia powietrza powoduje stany zapalne i poważne uszkodzenia dróg oddechowych, które częściej są atakowane przez bakterie i wirusy. Zachodzące w tchawicy i oskrzelach zmiany powodują, że coraz więcej ludzi jest uczulonych na zanieczyszczenia znajdujące się w powietrzu.

ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA W POLSCE n n n Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego w Polsce, w ciągu ostatnich dziesięciu lat, znacznie się obniżyło. Emisja niektórych zanieczyszczeń, np. dwutlenku siarki i pyłu, zmniejszyła się ponad dwukrotnie. Niemniej jednak nadal należymy do krajów, w których emisja podstawowych zanieczyszczeń powietrza, a zwłaszcza dwutlenku siarki, jest bardzo wysoka. Silnie zanieczyszczone są jeszcze obszary Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego oraz większe aglomeracje miejskie. Północno-wschodnia Polska należy do obszarów o najmniejszym zanieczyszczeniu powietrza.

OCHRONA POWIETRZA Ochrona powietrza polega na n n eliminowaniu zanieczyszczeń przez różne urządzenia techniczne, odpylające oraz absorbujące szkodliwe gazy. Istotny wpływ na utrzymanie czystości powietrza w danym środowisku ma planowanie przestrzenne, które powinno rozwiązywać sprawy lokalizacji obiektów przemysłowych w powiązaniu z pozostałymi elementami środowiska przyrodniczego. Źródło grafiki: zdjęcia własne

ĆWICZENIE 1 Korzystając z poniższych danych sporządź wykres (w programie MS Excel) i wykonaj polecenia podane przez nauczyciela. Źródła zanieczyszczeń dwutlenek siarki tlenki azotu Udział procentowy przemysł 20 10 gospodarstwa domowe i inne 15 5 3 50 63 35 transport energetyka Źródła zanieczyszczeń powietrza dwutlenkami siarki i tlenkami azotu w Polsce

Wykres przedstawiający źródła zanieczyszczeń powietrza w Polsce dwutlenkiem siarki i tlenkami azotu

Polecenia do ćwiczenia: n Wskaż największe źródło emisji tlenku azotu w Polsce. n Określ, co jest głównym źródłem zanieczyszczeń powietrza tlenkami siarki (IV) w Polsce.

Odpowiedzi do poleceń: n Największym źródłem emisji tlenku azotu w Polsce jest transport. n Głównym źródłem zanieczyszczeń powietrza tlenkami siarki (IV) w Polsce jest energetyka.

ĆWICZENIE 2 Korzystając z poniższych danych, sporządź wykres (w programie MS Excel) i wykonaj polecenia podane przez nauczyciela. Źródła zanieczyszczeń Wielkość emisji na rok energetyka (koksownie i elektrownie węglowe) zanieczyszczenia komunalne 2 0, 6 przemysł 1 transport 0, 08 Źródła zanieczyszczeń powietrza tlenkami siarki w Polsce

Wykres przedstawiający źródła zanieczyszczeń powietrza w Polsce tlenkiem siarki Polecenia do ćwiczenia: a) Wskaż główne źródło tlenków siarki w powietrzu. Podaj wielkość emisji. b) Oblicz, jaka ilość tlenków siarki emitowana jest rocznie do atmosfery. c) Podaj jeden sposób ograniczenia emisji tlenków siarki do atmosfery.

Odpowiedzi o poleceń: a) Głównym źródłem tlenków siarki w powietrzu jest energetyka. Wielkość emisji – 2 mln ton rocznie. b) Rocznie do atmosfery emitowanych jest 3, 68 mln ton tlenków siarki (2 + 0, 6 + 1 + 0, 08[mln ton] = 3, 68 mln ton). c) Na przykład: Ograniczenie pracy elektrowni węglowych, większe wykorzystanie alternatywnych źródeł energii, ograniczenie emisji zanieczyszczeń przez przemysł, stosowanie lepszych jakościowo paliw.

ĆWICZENIE 3 Załóżmy, że jesteś ministrem ochrony środowiska i chcesz ograniczyć zanieczyszczenie powietrza. Twoi eksperci dają ci do wyboru kilka możliwości. Która z nich przyniosłaby, twoim zdaniem, najlepsze efekty? 1. Podwyższenie cen energii, zachęcające do większej efektywności wykorzystania energii, a dzięki temu do ograniczenia zanieczyszczeń. 2. Zamknięcie starych zakładów przemysłowych, wytwarzających duże ilości zanieczyszczeń powietrza. 3. Zmniejszenie dopuszczalnych poziomów zanieczyszczenia powietrza, zwłaszcza w zakresie emisji SO 2, tlenku azotu i pyłów. 4. Promowanie wykorzystania nowych urządzeń ograniczających emisję zanieczyszczeń.

PODSUMOWANIE Ekologia i ochrona środowiska to (. . . ) nie tylko wielki przemysł, kopalnie i huty. To także Twoje i moje codzienne gesty, to Twoja i moja kuchnia, łazienka, garaż, ogród. To wybór przez Ciebie i przeze mnie środków komunikacji, sposobu spędzania wolnego czasu i taka ochrona środowiska zaczyna się najbliżej: w tym pokoju, mieszkaniu, domu. Eryk Mistewicz

BIBLIOGRAFIA 1. Chauveau L, Mały atlas zagrożeń ekologicznych, Larousse, Wrocław 2004, s. 8 – 25. 2. Costa-Pau R. , Ekologia i ochrona środowiska. Ilustrowana Encyklopedia Szkolna, Res Polonia, Łódź 1997, s. 92– 111. 3. Forowicz K, Zróbmy dobry klimat, [w: ] „Przyroda Polska” Nr 3, Warszawa 2006. 4. Krzysztofiak L. , Zanieczyszczenia Powietrza, [w: ] „Wigry” nr 4/2003, źródło elektroniczne: http: //www. wigry. win. pl/kwartalnik/nr 12_zanpow. htm 5. Łabno G, Ochrona środowiska i przyrody. Testy i gry dydaktyczne dla uczniów gimnazjum, Wydawnictwa Edukacyjne, Kraków 2004, s. 9, 17, 24. 6. Zielony Pakiet. Książka dla nauczyciela, Polskie Biuro regionalnego Centrum Ekologicznego na Europę Środkową i Wschodnią, Warszawa 2003. 7. Zielony Pakiet. Gra - Dylematy. Notatki dla nauczyciela, Polskie Biuro regionalnego Centrum Ekologicznego na Europę Środkową i Wschodnią, Warszawa 2003. 8. http: //edu. pgi. gov. pl/muzeum/efekt/mechanizm. htm Źródło grafiki: 1. http: //proto 5. thinkquest. nl/~kle 0001/images/smog. jpg 2. http: //www. efektcieplarniany. glt. pl/ 3. http: //www. ekologia. gemapro. vip. alpha. pl/grafika/freony. jpg 4. http: //www. opocznianie. pl/news/data/upimages/dym_0106. jpg 5. zdjęcia własne

KONIEC