Rodzaje zanieczyszczeń powietrza
Powietrze jest mieszaniną gazów, z których składa się atmosfera ziemska. Głównymi jego składnikami są; azot stanowiący ok. 78% i tlen ok. 21%. Pozostałą część stanowią inne gazy: argon, dwutlenek węgla oraz w niewielkich ilościach; neon, hel, krypton, ksenon i wodór. Ponadto powietrze zawiera różną, zależną od warunków otoczenia ilość pary wodnej.
Procentowa zawartość głównych składników powietrza nie ulega zmianie od poziomu morza do wysokości 80 km nad powierzchnią Ziemi; wyjątek stanowią: para wodna i aerozole atmosferyczne, występujące głównie w warstwach powietrza znajdujących się bliżej powierzchni Ziemi. Połowa zawartej w atmosferze pary wodnej występuje poniżej wys. 1,5 km oraz ozon, który koncentruje się na wys. 20-30 km . Powyżej wys. 80 km powietrze staje się bardziej rozrzedzone, a jego skład ulega zmianie w wyniku procesów zachodzących pod wpływem krótkofalowego promieniowania słonecznego i promieniowania kosmicznego (dysocjacji cząsteczek, jonizacji cząsteczek i atomów oraz reakcji fotochemicznych).
Powietrze wywiera ciśnienie na powierzchnię Ziemi i przedmioty w nim się znajdujące (ciśnienie atmosferyczne). Stanowi ośrodek, w którym przebiegają najważniejsze procesy życiowe organizmów: procesy utleniania i spalania. Jest surowcem dla przemysłu azotowego, a także stosowane jako środek przenoszący ciepło lub masę w procesach ogrzewania, chłodzenia, suszenia, nawilżania; sprężone powietrze jest używane do poruszania maszyn pneumatycznych.
Zanieczyszczenia powietrza stanowią gazy, ciecze i ciała stałe obecne w powietrzu, ale nie będące jego naturalnymi składnikami, lub też substancje występujące w ilościach wyraźnie zwiększonych w porównaniu z naturalnym składem powietrza.
Do zanieczyszczeń powietrza należą:
1) gazy i pary związków chemicznych, np . tlenki węgla (CO i CO2), siarki (SO2 i SO3) i azotu, amoniak (NH3), fluor, węglowodory (łańcuchowe i aromatyczne), a także ich chlorowe pochodne, fenole;
2) cząstki stałe nieorganiczne i organiczne (pyły), np. popiół lotny, sadza, pyły z produkcji cementu, pyły metalurgiczne, związki ołowiu, miedzi, chromu, kadmu i innych metali ciężkich;
3) mikroorganizmy - wirusy, bakterie i grzyby, których rodzaj lub ilość odbiega od składu naturalnej mikroflory powietrza;
4) kropelki cieczy, np. kwasów, zasad, rozpuszczalników.
Jaki wpływ na organizmy żywe ma dwutlenek siarki?
Współczesny człowiek nieustannie narażony jest na działanie różnorodnych szkodliwych substancji chemicznych. Trujące dymy z kominów fabryk, hut, spalarni czy domostw zanieczyszczają powietrze którym oddychamy. Skażona może być także żywność oraz woda pitna. Nie określono jeszcze precyzyjnie wpływu poszczególnych związków chemicznych na ludzkie zdrowie. Wiadomo jednak, że wiele z nich jest przyczyną powstawania nowotworów, chorób skóry oraz kości, problemów z ciążą, uszkodzeń mózgu i ślepoty.
Zanieczyszczenia atmosferyczne w postaci opadów deszczu łatwo przedostają się do gleby i wód powierzchniowych, przyczyniając się w ten sposób do skażenia całego środowiska naturalnego i wszystkich łańcuchów pokarmowych.
Powietrze może być zanieczyszczone różnego typu związkami chemicznymi np. tlenkami azotu, związkami siarki, związkami fluoru, pyłami. Wszystkie te substancje bardzo niekorzystnie wpływają na rośliny. Mogą wnikać do wnętrza i niszczyć komórki roślinne lub pokrywają liście nieprzenikliwą warstwą zatykając aparaty szparkowe uniemożliwiają ich funkcjonowanie, znacznie ograniczają dostęp promieni słonecznych i w konsekwencji hamują fotosyntezę. Szczególnie niebezpieczne są pyły cementowe, gdyż w kontakcie z wodą tworzą zwarte zakrycie.
Ekosystemy leśne, a przede wszystkim lasy iglaste, szczególnie narażone są na skażenia atmosferyczne. Za przykład można podać wyniszczone przez wpływ dwutlenku siarki, lasy w obrębie Gór Izerskich, jak również narażone na działanie związków azotu okolice Puław. Chorują także zwierzęta żywiące się skażonymi roślinami i oddychające zanieczyszczonym powietrzem. Niekorzystny wpływ zanieczyszczonego środowiska odbija się również na hodowli zwierząt gospodarczych.
Zanieczyszczenia atmosfery mogą wpływać na rośliny w sposób bezpośredni oraz pośredni.
Wpływ zanieczyszczeń na florę można zaobserwować w postaci uszkodzeń na liściach i igłach. Dochodzi do tego w wyniku naruszenia ochronnej warstwy woskowej pokrywającej igły np. poprzez kontakt z dwutlenkiem siarki czy kwaśnym deszczem. Następuje wówczas uszkodzenie aparatów szparkowych regulujących intensywność transpiracji. Prowadzi to do poważnych zakłóceń systemu pozyskiwania związków mineralnych i bilansu wodnego.
Zanieczyszczenia atmosferyczne szkodzą roślinom również pośrednio np. poprzez zakwaszanie gleby. W środowisku kwaśnym zmniejsza się dostępność substancji pokarmowych i jednocześnie zwiększeniu ulega zawartość szkodliwych metali (np. aluminium), które rozpuszczone są w roztworze glebowym. Zakwaszone środowisko oraz trujące działanie metali prowadzą do uszkodzenia systemów korzeniowych roślin, w rezultacie nie mogą one pobierać wystarczającej ilości substancji pokarmowych i wody. Stwarza to także zagrożenie dla istnienia symbiozy pomiędzy grzybami mikoryzowymi a korzeniami roślin. Może to spowodować obniżenie żywotności drzew i odporności na szkodniki.
Szkodliwe działanie zanieczyszczonego środowiska można także zauważyć w świecie fauny.
Duże ilości aluminium, które przedostają się do wód powierzchniowych, kumulują się w skrzelach ryb i utrudniają im oddychanie, co w efekcie może prowadzić nawet do śmierci.
Problem stanowią także zakwaszone jeziora i rzeki. Dochodzi do zaburzeń rozmnażania się żab oraz rozwoju ptaków żyjących przy takich zbiornikach. Według badań szwedzkich naukowców, jaja ptaków piecuszków mają znacznie cieńszą skorupkę, ponieważ odżywiają się owadami, które żyją nad zakwaszonymi jeziorami i ciekami wodnymi. Do ich organizmów przedostają się zbyt duże ilości aluminium, które zastępują wapń w skorupkach jaj. Wiele gatunków ptaków odżywiających się rybami ma coraz większe problemy ze zdobywaniem pożywienia. Wśród wielu zwierząt, takich jak łosie, sarny i zające, które odżywiają się roślinnością wzrastającą na terenach silnie zakwaszonych, zaobserwowano podwyższoną ilość kadmu w nerkach oraz w wątrobie.
Z kolei zmniejszanie się zawartości wapnia w glebie może stanowić poważny problem dla funkcjonowania ślimaków lądowych, które nie będą w stanie wytworzyć skorupek.
Niektóre gatunki ciem, np. brudnica mniszka, żyjąca w obrębie lasów iglastych wykazuje objawy karłowacenia. Zjawisko to również ma związek z zakwaszeniem środowiska.
Zmiany składu roślinności, spowodowane przez znaczne zanieczyszczenia atmosferyczne, wywierają także ogromny wpływ na życie rozmaitych gatunków zwierząt.
Należy sobie uświadomić, iż wszystkie te zaburzenia przyrodnicze wywołane są przez współczesną działalność człowieka i uderzają także w samych ludzi. Warto więc dołożyć wszelkich starań, ażeby maksymalnie ograniczyć wytwarzanie wszelkich zanieczyszczeń.
Co to jest skala porostowa?
Skala porostowa (lichenoindykacja) (skala Hawksworth'a i Rose'a) - za jej pomocą, poprzez obserwacje typów plech porostów rosnących na korze drzew liściastych, można ocenić skalę zanieczyszczenia powietrza na danym terenie. Porosty pełnią tu rolę gatunku wskaźnikowego (bioindykatora).
Strefa I
Bezwzględna pustynia bezporostowa - o szczególnie silnym zanieczyszczeniu powietrza. Brak porostów nadrzewnych, nawet skorupiastych; co najwyżej występują jednokomórkowe glony tworzące zielone naloty na korze drzew.
Strefa II
Względna pustynia bezporostowa - o bardzo silnym zanieczyszczeniu powietrza Misecznica proszkowata (Lecanora conizaeoides) oraz liszajec (Lepraria sp.); gatunki należą do najbardziej odpornych na zanieczyszczenia
Strefa III
Wewnętrzna strefa osłabionej wegetacji - o silnie zanieczyszczonym powietrzu. Paznokietnik ostrygowy (Hypocenomyce scalaris), Obrost wzniesiony (Physcia adscendens), Złotorost postrzępiony (Xanthoria candelaria)
Strefa IV
Środkowa strefa osłabionej wegetacji - o średnio zanieczyszczonym powietrzu Pustułka pęcherzykowata (Hypogymnia psysodes), Tarczownica bruzdkowana (Parmelia sulcata).
Strefa V
Zewnętrzna strefa osłabionej wegetacji - o względnie mało zanieczyszczonym powietrzu. Mąkla tarniowa (Evernia prunastri), Mąklik otrębiasty (Pseudevernia furfuracea), Odnożyce (Ramalina spp.); ich plechy są zdeformowane i słabo wykształcone
Strefa VI
Wewnętrzna strefa normalnej wegetacji - o nieznacznym zanieczyszczeniu powietrza Włostka brązowa (Bryoria fuscescens), Brodaczka kępkowa (Usnea hirta), Płucnik modry (Platismatia glauca); taksony rosnące w strefie V o normalnie rozwiniętych plechach
Strefa VII
Typowa strefa normalnej wegetacji - powietrze czyste lub co najwyżej minimalnie skażone Taksony bardzo wrażliwe z rodzajów: Włostka (Bryoria), Brodaczka (Usnea), Pawężniczka (Nephroma), Granicznik (Lobaria).
Zanieczyszczenie wody i gleby
Zanieczyszczenie wód - niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wody spowodowane wprowadzaniem w nadmiarze substancji nieorganicznych (stałych, płynnych, gazowych), organicznych, radioaktywnych czy wreszcie ciepła, które ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i celów gospodarczych.
Zanieczyszczenie wód jest spowodowane głównie substancjami chemicznymi, bakteriami i innymi mikroorganizmami, obecnymi w wodach naturalnych w zwiększonej ilości.... Substancje chemiczne organiczne i nieorganiczne (mineralne) występują w postaci roztworów, roztworów koloidalnych i zawiesin. Skład chemiczny zanieczyszczeń jest kształtowany czynnikami naturalnymi, np. rozkładaniem substancji z gleb i skał, rozwojem i obumieraniem organizmów wodnych oraz czynnikami antropogenicznymi. Do najczęściej występujących antropogenicznych zanieczyszczeń wód powierzchniowych należą pestycydy, substancje powierzchniowo czynne, węglowodory ropopochodne, fenole, chlorowe pochodne bifenylu oraz metale ciężkie: ołów (Pb), miedź (Cu), chrom (Cr), kadm (Cd), rtęć (Hg) i cynk (Zn), a także wody podgrzane (zanieczyszczenie termiczne), które są szczególnie niebezpieczne dla wód powierzchniowych o małym przepływie lub wód stojących. Większość antropogenicznych zanieczyszczeń wód działa toksycznie na organizmy wodne. Zanieczyszczenia bardzo trwałe w środowisku wodnym i bardzo trudno ulegające chemicznym i biochemicznym procesom nazywa się substancjami refakcyjnymi.
Najwięcej zanieczyszczeń trafia do wód razem ze ściekami. Innymi źródłami zanieczyszczeń wód są transport wodny i lądowy, stosowanie pestycydów i nawozów sztucznych oraz odpady komunalne i przemysłowe. Wody ulegają zanieczyszczeniu także w wyniku eutrofizacji. Obieg wody w przyrodzie został zakłócony przez człowieka - wycinanie lasów, monokulturę rolnictwa, niewłaściwe i nadmierne zabiegi rolnicze, urbanizację.
Ze względu na pochodzenie
- naturalne - takie, które pochodzą z domieszek zawartych w wodach powierzchniowych i podziemnych - np. zasolenie, zanieczyszczenie związkami żelaza;
- sztuczne - inaczej antropogeniczne, czyli związane z działalnością człowieka - np. pochodzące ze ścieków, spływy z terenów rolniczych, składowisk odpadów komunalnych. Zanieczyszczenia sztuczne także możemy podzielić na grupę biologicznych (bakterie, wirusy, grzyby, glony) oraz chemicznych (oleje, benzyna, smary, ropa, nawozy sztuczne, pestycydy, kwasy, zasady).
Ze względu na stopień szkodliwości
- bezpośrednio szkodliwe - fenole (gazownie, koksownie) kwasy cyjanowodorowy (gazownie), kwas siarkowy i siarczany (fabryki nawozów sztucznych, celulozownie, fabryki włókien sztucznych),
- pośrednio szkodliwe - takie, które prowadzą do zmniejszenia ilości tlenu w wodzie poniżej poziomu niezbędnego do utrzymania przy życiu organizmów wodnych.
Wg. kryterium trwałości zanieczyszczeń
- rozkładalne - zawierające substancje organiczne, potencjalnie trujące, lecz podlegające przemianom chemicznym do prostych związków nieorganicznych przy udziale bakterii (ścieki domowe)
- nierozkładalne - zawierające substancje nie ulegające większym przemianom chemicznym i nie atakowane przez drobnoustroje (sole metale ciężkich)
- trwałe - zawierające substancje ulegające rozkładowi biologicznemu w niewielkim stopniu i pozostające w środowisku w niezmiennej formie przez długi okres czasu (pestycydy, fenole, produkty destylacji ropy naftowej)
Ze względu na źródło
- źródła punktowe - ścieki odprowadzane w zorganizowany sposób systemami kanalizacyjnymi, pochodzące głównie z zakładów przemysłowych i z aglomeracji miejskich,
- zanieczyszczenia powierzchniowe lub obszarowe - zanieczyszczenia spłukiwane opadami atmosferycznymi z terenów zurbanizowanych nieposiadających systemów kanalizacyjnych oraz z obszarów rolnych i leśnych,
- zanieczyszczenia ze źródeł liniowych lub pasmowych - zanieczyszczenia pochodzenia komunikacyjnego, wytwarzane przez środki transportu i spłukiwane z powierzchni dróg lub torfowisk oraz pochodzące z rurociągów, gazociągów, kanałów ściekowych, osadowych.
Zanieczyszczeniami gleb i gruntów są wszelkie związki chemiczne i pierwiastki promieniotwórcze, a także mikroorganizmy, które występują w glebach w zwiększonych ilościach. Pochodzą m.in. ze stałych i ciekłych odpadów przemysłowych i komunalnych, gazów i pyłów emitowanych z zakładów przemysłowych (chemicznych, petrochemicznych, cementowni, hut, elektrowni itp.), gazów wydechowych silników spalinowych oraz z substancji stosowanych w rolnictwie (nawozy sztuczne, środki ochrony roślin).
Zanieczyszczenia zmieniają gleby pod względem chemicznym, fizycznym i biologicznym. Obniżają jej urodzajność, czyli powodują zmniejszenie plonów i obniżenie ich jakości, zakłócają przebieg wegetacji roślin, niszczą walory ekologiczne i estetyczne szaty roślinnej, a także mogą powodować korozję fundamentów budynków i konstrukcji inżynierskich, np. rurociągów.
Zanieczyszczenia gleb mogą ulegać depozycji do środowiska wodnego na skutek wymywania szkodliwych substancji. Powodują tym samym zanieczyszczenie wód.