Znečistenie životného prostredia
Kategorie: Biológia (celkem: 966 referátů a seminárek)
Informace o referátu:
- Přidal/a: anonymous
- Datum přidání: 12. března 2007
- Zobrazeno: 11015×
Příbuzná témata
Znečistenie životného prostredia
Znečistenie životného prostrediaKaždé víťazstvo nad prírodou sa nám vracia v podobe neočakávanej odplaty. Spaľovanie ropných produktov v tomto smere nie je žiadnou výnimkou ale skôr pravidlom. Odhaduje sa, že celosvetovo dosahujú emisie z výfukov motorových vozidiel až 10 miliárd metrov kubických každý rok. Pozoruhodné je, že i napriek zlepšeniu účinnosti čistenia spalín dochádza, v dôsledku narastajúceho počtu vozidiel na cestách a ich častejšieho používania, k celkovému zvyšovaniu emisií. Doprava sa stala najväčším znečisťovateľom životného prostredia v mestách. Emisie zo spaľovania benzínu a nafty majú vplyv na všetky živé organizmy. Okrem bezprostredného vplyvu na zdravie ľudí resp. vegetácie, majú emisie vplyv aj na globálne klimatické zmeny, ktorých dôsledky sa budú prejavovať ešte po mnoho rokov. Najdôležitejšími škodlivinami, ktoré sú produkované pri premávke motorových vozidiel sú tuhé častice, Oxid uhoľnatý (CO), uhľovodíky (HC), tekavé organické látky (VOCs), Oxidy dusíka (NOx), Oxid síričitý (SO2), ťažké kovy (napr. olovo), a z hľadiska globálnych klimatických zmien aj Oxid uhličitý (CO2). Podiel dopravy na celoeurópskych emisiách Oxidov dusíka v súčasnosti predstavuje až 63%, pre organické látky (napr. benzén) je to 47%, tuhé častice 10-25% a Oxid síričitý 6,5%. V mestských aglomeráciách, kde v súčasnosti žije až 70% populácie, sú tieto príspevky ešte vyššie. Napríklad podiel dopravy na koncentrácii tuhých častíc v prízemnej vrstve atmosféry v Londýne predstavuje až 80%, čo je spôsobené hlavne naftovými vozidlami. V iných veľkomestách to nie je o nič lepšie. Koncentrácia škodlivín vo vzduchu však býva v niektorých častiach miest oveľa vyššia ako priemer. Takými sú napr. rušné križovatky, cesty s hustou premávkou, podzemné parkoviská, tunely alebo miesta v tesnej blízkosti čerpacích staníc, kde znečistenie môže byť až 40 krát vyššie ako mestský priemer. Jedným z takýchto ”horúcich miest” je aj automobil samotný. V autách je úroveň koncentrácií Oxidu dusičitého alebo tekavých organických látok 3 až 6-krát vyššia ako sú okolité úrovne. Súčasná úroveň kvality vzduchu v európskych mestách je nízka. Podľa štúdie Európskeho centra kvality vzduchu až 70% miest vykazuje minimálne raz do roka výskyt tzv. zimného smogu, ktorý je charakterizovaný zvýšenými koncentráciami tuhých častíc, SO2 a NO2. Navyše vo všetkých krajinách EÚ sa vyskytuje tzv. letný smog, pri ktorom koncentrácie prízemného ozónu prekračujú limity ochrany zdravia.
Napriek tomu, že úroveň motorizácie na Slovensku ešte nedosiahla úroveň najvyspelejších krajín, sú emisie škodlivín z dopravy významné aj u nás a majú podobne ako v ostatných vyspelých krajinách rastúci trend. 1. OXIDY DUSÍKA
Napriek tomu, že až štyri pätiny vzduchu predstavuje dusík, môžu emisie Oxidov dusíka (NO, N2O a NO2) vznikajúce pri spaľovaní palív predstavovať riziko pre životné prostredie a organizmy. Ku vzniku Oxidov dusíka dochádza vždy pri zohriatí vzduchu, ktoré nastáva pri spaľovaní palív. Jeho množstvo závisí na teplote procesu - čím je teplota vyššia, tým vyššia je tvorba. V motorových vozidlách dochádza k tvorbe Oxidov dusíka v dôsledku vysokého tlaku a teploty v motore, pri ktorej reaguje dusík s kyslíkom. Viac ako 90% Oxidov dusíka je emitovaných vo forme Oxidu dusného (NO). Vo vzduchu sa však tento plyn rýchlo mení na Oxid dusičitý (NO2). NO2 sa mení na kyselinu dusičitú , ktorá sa spája so vzdušnou vlhkosťou a vedie ku vzniku tzv. kyslých dažďov, ktoré majú negatívny vplyv na organizmy a materiály. Emisie N2O ničia ozónovú vrstvu a predstavujú tiež tzv. skleníkový plyn spôsobujúci klimatické zmeny. Cestná doprava sa podieľa celosvetovo až 51% na emisiách Oxidov dusíka. V EÚ je tento podiel takmer dve tretiny, zvyšok pochádza z výroby elektriny a tepla. V krajinách strednej a východnej Európy je to opačne. Ešte stále väčšina emisií dusíka pochádza z výroby elektriny a tepla. Celkové emisie dusíka v Európe vzrástli z 22 mil. ton v roku 1980 na 25 mil. ton v roku 1989. V dôsledku realizácie medzinárodných záväzkov sa však podarilo tieto emisie znížiť do roku 1994 na 20 mil. ton. Emisie NOx je možné výrazne znížiť použitím trojcestných katalyzátorov vo vozidlách, ktoré menia NOx na dusík. 2. OZÓN
Ozón (O3) je ďalší plyn, ktorého koncentrácie v atmosfére sú významne ovplyvňované stupňom motorizácie. Je to plyn, ktorý sa vyskytuje tak v stratosfére (vo veľkých výškach) ako aj v troposfére (pri zemi). Z tohto dôvodu je dôležité chápať rozdiely vo význame prítomnosti ozónu v jednotlivých vrstvách atmosféry. Kým v stratosfére, ktorá sa nachádza vo výške 15 až 40 km nad Zemou, má ozón ochrannú funkciu a chráni nás od nepriaznivého účinku ultrafialového žiarenia, v prízemnej vrstve majú zvýšené koncentrácie ozónu škodlivý vplyv na ľudský organizmus. V dôsledku ľudskej činnosti dochádza k dvojakému ovplyvňovaniu koncentrácie ozónu. Používanie niektorých chemických látok (napr. freónov v chladiacich zariadeniach) vedie k poškodzovaniu prirodzenej vrstvy ozónu v stratosfére a vzniku tzv. ozónovej diery, čo sa môže prejaviť zvýšeným výskytom napr. rakoviny kože u ľudí.
Na druhej strane spaľovaním benzínov a nafty v motorových vozidlách dochádza k tvorbe Oxidov dusíka a iných chemických látok , ktoré pod vplyvom slnečného žiarenia vedú k zvýšeným koncentráciám ozónu v prízemnej vrstve atmosféry. Zjednodušene túto reakciu je možné zapísať nasledovne :
NO2 + slnečné žiarenie ® NO + O
Uvolnený atóm kyslíka je vysoko reaktívny a pri reakcii s kyslíkom sa mení na ozón :
O + O2 ® O3
Ak sa vo vzduchu nenachádzajú žiadne organické zložky (napr. uhľovodíky) ozón reaguje so vzdušným Oxidom dusným a vzniká Oxid dusičitý a kyslík. V prípade, že tieto organické látky sa vo vzduchu nachádzajú napr. ako dôsledok emisií z dopravy, dochádza k narušeniu prírodnej rovnováhy a hromadeniu prízemného ozónu, ktorý je pre organizmy škodlivý. Navyše uhľovodíky, vznikajúce ako emisie pri spaľovaní ropných palív sú okrem účinku na tvorbu ozónu, pre organizmy jedovaté. Koncentrácie prízemného ozónu sú najvyššie počas slnečných dní a vysokom atmosferickom tlaku v lete. Kombinácia slnečného žiarenia s pomaly sa pohybujúcimi vzdušnými masami tvorbu ozónu urýchľuje. Z monitorovania, ktoré sa vykonáva od 50-tych rokov vyplýva, že koncentrácia ozónu sa zvyšuje v priemere o 2% ročne a jeho úrovne sú v porovnaní s 50-tymi rokmi približne dvojnásobné. 2.1. Oxid uhoľnatý
Oxid uhoľnatý, na ktorého emisiách sa doprava podieľa najvýraznejšou mierou, je pre ľudský organizmus taktiež škodlivý. Viac ako 78 % všetkých emisií CO dnes pochádza z dopravy. Oxid uhoľnatý vzniká pri prevádzke motorových vozidiel v dôsledku nedokonalého spaľovania, pri ktorom uhlík obsiahnutý v palive len čiastočne oxiduje. Hoci katalyzátory sú schopné emisie CO znížiť, ich účinok je malý počas studeného chodu motora a nízkych otáčkach. Pri dokonalom spaľovaní dochádza v motore k tvorbe Oxidu uhličitého, ktorý je najdôležitejší 0tzv. skleníkový plyn spôsobujúci klimatické zmeny. 3. UHĽOVODÍKY A ORGANICKÉ LÁTKY
V súčasnosti približne jedna tretina celosvetových emisií uhľovodíkov a organických látok pochádza z dopravy. Uhľovodíky sú skupinou chemických látok kam patrí napr. ropa, benzín, nafta alebo zemný plyn. Niektoré z týchto látok sú tzv. tekavé organické látky (VOCs) ako napr. benzén, ktorý má na človeka rakovinotvorný účinok. Ako bolo uvedené vyššie, uhľovodíky reagujú s dusíkom pri účinku slnečného žiarenia a vytvárajú iné škodlivé látky ako napr. ozón. Medzi uhľovodíky patria aj tzv. polyaromatické uhľovodíky ako sú benzopyrén alebo fluoratén, ktoré majú taktiež na človeka rakovinotvorný účinok. K emisiám uhľovodíkov dochádza v dôsledku nedokonalého spálenia molekúl paliva v motore. Uhľovodíky však môžu z nádrže vozidla unikať aj odparovaním, a to hlavne v lete, alebo počas čerpania paliva. 4.
OLOVO A ŤAŽKÉ KOVY
Počas spaľovania paliva v motoroch vozidiel sú do ovzdušia uvoľňované aj ťažké kovy obsiahnuté v benzíne resp. nafte ako napr. arzén (As), kadmium (Cd), ortuť (Hg), olovo (Pb) a zinok (Zn). Najvýznamnejšími z hľadiska vplyvu na zdravie sú emisie olova. Vplyv účinku olova vo vzduchu na zdravie obyvateľstva sa prejavuje hlavne v oblasti znižovania IQ u detí, ktoré bolo pozorované na viacerých miestach a dokumentované mnohými odbornými štúdiami. Aj keď emisie olova sa podarilo výrazne znížiť používaním bezolovnatých benzínov a katalyzátorov vo vozidlách, v mnohých krajinách predstavujú stále záťaž prostredia. Olovnaté benzíny sa v súčasnosti podieľajú až 35% na predaji benzínov vo svete. Na medzinárodnej úrovni prebieha intenzívny proces so snahou o úplné zakázanie predaja olovnatých benzínov. Z hľadiska situácie u nás je chvályhodné, že kým obsah olova vo vzduchu predstavuje stále vážny problém v niektorých krajinách (Grécko, Španielsko, Portugalsko, Taliansko), na Slovensku sa ako v jednej zo štyroch európskych krajín (Rakúsko, Dánsko, Fínsko, SR) podarilo v dôsledku úplného vylúčenia výroby olovnatých benzínov tento problém eliminovať. 5. TUHÉ ČASTICE
Názov tuhé častice sa vzťahuje na emisie širokého rozsahu vetrom unášaných častíc od prachových častíc až po najmenšie a takmer neviditeľné častice s veľkosťou 0,1 až 10 mm. Tuhé častice, ktoré predstavujú zmes látok pozostávajúcu z uhlíka, prachu a aerosólov, vznikajú v doprave hlavne pri spaľovaní nafty. Je zaujímavé, že až donedávna sa pokladala nafta za čistejšie palivo ako benzín nakoľko pri jej spaľovaní dochádza k nižším emisiám CO a NOx. Avšak práve v dôsledku emisií tuhých častíc (menších ako 10m m) a ich vážnemu vplyvu na zdravie ľudí došlo k zmene pohľadu na toto palivo. 6. OXID SÍRIČITÝ
Emisie síry v doprave pochádzajú hlavne zo spaľovania nafty v nákladných vozidlách, traktoroch, lokomotívach, stavebných strojoch a lodiach. Cestná doprava sa podieľa síce len 3-6 %-mi na emisiách síry v Európe (veľká väčšina emisií stále pochádza zo spaľovania uhlia), avšak dôsledky týchto emisií výrazne ovplyvňujú životné prostredie a zdravie ľudí. Množstvo Oxidu síričitého emitovaného z výfukov motorových vozidiel je rôzne v závislosti na použitom palive. Naftové motory produkujú až 6-krát väčšie množstvo týchto emisií ako motory benzínové. Síra obsiahnutá v palive sa dostáva do atmosféry vo forme Oxidu síričitého, ktorý v dôsledku reakcie s atmosferickou vlhkosťou vedie ku vzniku tzv. kyslých dažďov.
Kyslé dažde spôsobujú okysľovanie pôdy, čo má za následok poškodenie 31 miliónov hektárov lesov len v strednej Európe. Vymieranie niektorých druhov rýb v jazerách a vodných tokoch, v dôsledku zvýšenia kyslosti vody, je už dnes skutočnosťou napr. vo Švédsku. V tejto krajine je vážne zasiahnutých už 18 tisíc z celkového počtu 85 tisíc jazier. V južnej časti sú zvýšenou kyslosťou vôd ohrozené prakticky všetky jazerá. Ohrozené je nielen životné prostredie ale aj zdravie ľudí. Samotný Oxid síričitý je pre človeka toxický, pričom pôsobí na tkanivá v ústnej dutine, v nose a pľúcach. Najdôležitejším negatívnym vplyvom na ľudské zdravie je vznik astmatických ochorení. Podľa správy U.S. Office of Technology Assessment kyslé dažde spôsobujú v USA približne 50 tisíc úmrtí ročne. Kyslé dažde majú vplyv aj na neživé predmety a spôsobujú koróziu kovových predmetov, eróziu budov a kultúrnych pamiatok. Na základe štúdie americkej Environmental Protection Agency škody v dôsledku erózie pôdy, poškodzovania budov a iných stavieb dosahujú len pre 17 amerických štátov ročne 6 miliárd dolárov. Aj keď emisie Oxidu síričitého z dopravy sú relatívne malé, zabezpečenie únosného zaťaženia pôdy sírou by si vyžadovalo 80 až 90%-né zníženie emisií. Z tohto dôvodu je nevyhnutné aby sa doprava podieľala na znižovaní emisií rovnakou mierou. 7. OXID UHLIČITÝ - KLIMATICKÉ ZMENY
Každé motorové vozidlo spaľujúce benzín alebo naftu, spôsobuje emisie Oxidu uhličitého do atmosféry. Spálením jedného litra benzínu dochádza k vzniku asi 2,5 kg tohto plynu. CO2 na rozdiel od SO2, NOx, olova alebo VOCs nie je pre organizmy toxický, má však vplyv na zmenu globálnej klímy (skleníkový efekt). Oxid uhličitý patrí medzi najdôležitejšie tzv. skleníkové plyny a je zodpovedný za viac ako 50% emisií prispievajúcich k tomuto v súčasnosti najzávažnejšiemu ekologickému problému. Vznik CO2 pri spaľovaní fosílnych palív obsahujúcich uhlík (vo forme CH2) sa dá zapísať nasledovne:
CH2 + 3 O2 ® Teplo + 2H2O + CO2
Doprava sa na celosvetových emisiách CO2 podieľa takmer 25%. V niektorých krajinách však podiel dosahuje až 38%. Najzávažnejšie na týchto emisiách je, že emisie CO2 z dopravy vo väčšine vyspelých krajín od 80-tych rokov rastú tak v relatívnych ako aj v absolútnych číslach. Stabilizácia globálnej teploty Zeme (zastavenie nárastu priemernej teploty) by si vyžadovala až 60%-né zníženie celosvetových emisií CO2 do roku 2050. Toto by bolo možné uskutočniť len veľkým počtom opatrení, ktoré však dodnes neboli realizované ani v jednej krajine. 8. SKLENÍKOVÝ EFEKT
Podstatou skleníkového efekt je narušenie prírodnej rovnováhy.
Fosílne palivá vrátane ropy sa vytvorili v dávanej minulosti z organickej hmoty (z odumretých rastlín a živočíchov) obsahujúcej uhlík. Mnoho milión rokov boli ukryté pod zemským povrchom. Človek tým, že tieto palivá ťaží a spaľuje spôsobuje emisie uhlíka vo forme CO2 do atmosféry a narušuje rovno-vážnu koncentráciu skleníkových plynov v nej. Napriek tomu, že zastúpenie týchto plynov predstavuje len jednu tisícinu objemu atmosféry (21% pripadá na kyslík a 78 % na dusík), skleníkové plyny (Oxid uhličitý, metán, Oxid dusíka a vodná para), ktoré sú prirodzené zložky atmosféry, majú pre nás nesmierny význam. Ich koncentrácia v atmosfére bola v rovnováhe, nakoľko v prírode prebiehali len procesy s prirodzeným kolobehom uhlíka, a tak nedochádzalo k jeho hromadeniu v žiadnej zložke biosféry. Uvoľňovaním stále väčšieho množstva skleníkových plynov však neustále zväčšujeme schopnosť atmosféry pohlcovať infračervené žiarenie. Narušujeme tak rovnováhu medzi dopadajúcou a vyžarovanou energiou, čo má za následok zvyšovanie priemernej teploty na Zemi. Súčasná koncentrácia CO2 v atmosfére je o 30% vyššia ako v čase pred priemyselnou revolúciou, ktorá odštartovala proces spaľovania fosílnych palív. Tento proces sa stále zrýchľuje. V dôsledku ľudskej činnosti boli približne 2/3 Oxidu uhličitého v atmosfére nahromadené od obdobia skončenia druhej svetovej vojny. Ak bude súčasný trend emisií pokračovať, potom k zdvojnásobeniu predindustriálnej koncentrácie CO2 v atmosfére dôjde v rokoch 2025-2050. Problémom je aj životnosť CO2 v atmosfére, ktorá je približne 50-200 rokov. Znamená to, že ak by sa dnes okamžite znížili všetky emisie CO2 na nulu, v roku 2100 by sa v atmosfére nachádzala stále ešte polovica emisií CO2 pochádzajúca z ľudskej činnosti. Podľa mnohých svetových klimatológov zmeny v zložení atmosféry spôsobené človekom pravdepodobne už prispeli k pozorovanému nárastu teploty na Zemi za posledných 150 rokov. Rok 1997 bol podľa amerického úradu National Oceanic and Atmospheric Administration z hľadiska povrchovej teploty kontinentov najteplejším rokom tohto storočia. Priemerná celosvetová teplota v tomto roku dosiahla 16,9 st. Celzia , čo je o 0,4 stupňa viac ako je priemer z obdobia rokov 1961 až 1990. Teploty na pevnine síce v roku 1997 neprekonali rekord z roku 1990, ale k absolútnemu rekordu prispela teplota nad oceánmi a výrazné zvýšenie účinku El Niňo (zohrievanie sa širokého prúdu oceánu). Súčasne tento úrad oznámil, že 9 z uplynulých 11 rokov bolo najteplejších od doby, odkedy sa priemerná celosvetová teplota vôbec meria.
Deväťdesiate roky sa súčasne stali najteplejším obdobím v histórii týchto meraní. Otepľovanie atmosféry postupuje ďalej. Podľa meteorologických záznamov bol júl roku 1998 najteplejším mesiacom v histórii a poukazuje na trvalý proces globálneho otepľovania. Toto konštatovanie vyhlásil vo Washingtone viceprezident USA Al Gore. Navyše dodal, že ”už nie je možné ignorovať fakt, že sa niečo deje. To niečo sa volá globálne otepľovanie”. Problematika globálnych klimatických zmien pravdepodobne ovládne svetové dianie v budúcich desaťročiach. Prehlásenie veľkej väčšiny svetových klimatológov je jasné: ak ľudstvo radikálne neobmedzí emisie skleníkových plynov do atmosféry, speje do obrovských problémov. Pokiaľ bude zvyšovanie emisií pokračovať súčasným tempom, priemerná teplota na Zemi by sa mohla zvýšiť asi o 1 st. Celzia za necelých 30 rokov. Odvtedy čo človek chodí po Zemi, sa rýchlosť otepľovania ani len nepriblížila k tak vysokým hodnotám. Aj keď 1 st. Celzia sa môže zdať málo, z hľadiska celosvetovej klímy je to dramatické oteplenie, veď priemerná teplota na Zemi počas poslednej doby ľadovej (pred asi 12000 rokmi kedy ľadovec pokrýval väčšiu časť Európy) bola len o 3 až 5 st. Celzia nižšia ako je v súčasnosti. Analýzami regionálnych zmien klímy bolo možné potvrdiť celkový trend. Globálne otepľovanie je nehomogénny jav - severný a južný pól sa otepľujú rýchlejšie ako rovníkové oblasti, pričom kontinenty sa otepľujú rýchlejšie ako oceány. V roku 1995 Národné Klimatické Dátové Centrum USA oznámilo, že z analýzy počasia v USA za niekoľko desaťročí vyplýva, že teplotné a zrážkové extrémy sú oveľa častejšie v poslednom období ako to bolo v minulosti a sú v zhode s nárastom koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére. Vedci tvrdia, že nastávajúce obdobie rýchlych klimatických zmien bude značne nepredvídateľné. Globálna aj lokálna klíma sa môže meniť náhle a nebezpečne. Na základe posledných štúdií sa predpokladá, že tak ako bude narastať priemerná teplota Zeme budeme svedkami stále väčšieho výskytu záplav, ničivých búrok, sucha, požiarov a veľkých teplotných výkyvov. Podľa mnohých klimatológov je otepľovanie atmosféry už dnes príčinou záplav a uragánov, ktoré stále častejšie postihujú viaceré krajiny sveta. Teplejšie podnebie a teplejšie moria spôsobujú väčšiu výmenu energie a kľúčovou mierou prispievajú k vzniku tropických cyklónov, tornád a silných búrok. Tieto väzby neboli definitívne potvrdené, ale posledný vývoj počasia na Zemi nasvedčuje, že silné búrky sú dnes oveľa bežnejšie, ako boli v minulosti.
Podľa niektorých meteorológov nárast teploty morí o 3 až 4 stupne ako vyplýva z atmosferických modelov, môže spôsobiť nárast ničivého potenciálu hurikánov až o 50 % a vyvolávať pravidelné búrky, v ktorých rýchlosť vetra bude dosahovať aj 350 km/hod. Topenie ľadovcov a tepelné zväčšovanie objemu morskej vody môže spôsobiť nárast morskej hladiny a ohrozenie nízko ležiacich oblastí. Predpokladá sa, že otepľovanie atmosféry môže do roku 2030 spôsobiť nárast hladiny morí o 18 cm, pričom rýchlosť tohto nárastu už dnes predstavuje 3 až 10 mm za rok. Ak bude súčasný trend v emisiách skleníkových plynov pokračovať ďalej, očakáva sa že hladina morí sa zvýši o 65 cm do roku 2100. Situácia je o to závažnejšia, že aj keby došlo k stabilizácii koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére, vzhľadom na veľkú zotrvačnosť celého klimatického systému, hladina morí bude naďalej stúpať ešte niekoľko desaťročí. Zmenu klímy potvrdzujú aj merania zo Slovenska. V Druhej národnej správe o klimatických zmenách vypracovanej ministerstvom životného prostredia v roku 1997 sa uvádza, že z analýzy doterajšieho vývoja a zmien klímy na Slovensku vyplýva, že:
Trend priemernej ročnej teploty vzduchu u nás je významne rastúci. V Hurbanove vzrástla priemerná teplota o 1 st. Celzia od roku 1901 s maximom rastu v posledných 7 rokoch. Podobné trendy boli zaznamenané aj na iných miestach Slovenska. Trend ročných úhrnov zrážok je významne klesajúci. V Hurbanove predstavuje pokles zrážok asi 90 mm od roku 1901 (čo je 17% z normálu 1961-1990) s minimom v poslednom 14-ročnom období. Trend odparovania vody z pôdy je významne rastúci s maximom v poslednom 7-ročnom období. Priemerná vlhkosť pôdy je významne klesajúca od roku 1901. Na juhozápadnom Slovensku je tento pokles vyšší ako v iných oblastiach Slovenska. Výskyt mimoriadnych hodnôt v období 1981-1994 je oveľa častejší ako pred rokom 1981.