Zanieczyszczenia powietrza w Polsce

1. Opracowała Agnieszka Terebus Zanieczyszczenia powietrza w Polsce

2. SPIS TREŚCI • 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

3. 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.

4. SKŁAD POWIETRZA • Powietrze jest mieszaniną gazów. Głównymi jej składnikami są: azot, tlen, gazy szlachetne, dwutlenek węgla i para wodna. • 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.

5. POWŁOKA OCHRONNA W NIEBEZPIECZEŃSTWIE • 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. • Jeśli chodzi o możliwe konsekwencje rozmaitych sfer działalności człowieka dla zdrowia, a także dla flory i fauny, to nadal pozostajemy na etapie hipotez.

6. 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. • 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.

7. EFEKT CIEPLARNIANY I JEGO KONSEKWENCJE • 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

8. 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 proces wynosiłaby – 18°C. 1. Słońce 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.

9. SKUTKI EFEKTU CIEPLARNIANEGO • 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.

10. 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. • 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.

11. 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. • 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.

12. FUNKCJA OZONU • 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. • 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.

13. OZON W STRATOSFERZE • 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.. Źródło grafiki: http://www.ekologia.gemapro.vip.alpha.pl/grafika/freony.jpg

14. 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.

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

16. ŹRÓDŁA ZANIECZYSZCZEŃ • 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.

17. 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

18. 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. Mniejszy ruch powietrza w terenie 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://proto5.thinkquest.nl/~kle0001/images/smog.jpg

19. WPŁYW ZANIECZYSZCZENIA ŚRODOWISKA NA ZDROWIE CZŁOWIEKA • 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.

20. ZANIECZYSZCZENIA POWIETRZA W POLSCE • 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.   

21. Ochrona powietrza polega na 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. OCHRONA POWIETRZA Źródło grafiki: zdjęcia własne

22. ĆWICZENIE 1 Korzystając z poniższych danych sporządź wykres (w programie MS Excel) i wykonaj polecenia podane przez nauczyciela. Źródła zanieczyszczeń powietrza dwutlenkami siarki i tlenkami azotu w Polsce

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

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

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

26. ĆWICZENIE 2 Korzystając z poniższych danych, sporządź wykres (w programie MS Excel) i wykonaj polecenia podane przez nauczyciela. Źródła zanieczyszczeń powietrza tlenkami siarki w Polsce

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

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

29. 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? • Podwyższenie cen energii, zachęcające do większej efektywności wykorzystania energii, a dzięki temu do ograniczenia zanieczyszczeń. • Zamknięcie starych zakładów przemysłowych, wytwarzających duże ilości zanieczyszczeń powietrza. • Zmniejszenie dopuszczalnych poziomów zanieczyszczenia powietrza, zwłaszcza w zakresie emisji SO2, tlenku azotu i pyłów. • Promowanie wykorzystania nowych urządzeń ograniczających emisję zanieczyszczeń.

30. PODSUMOWANIE Ekologia i ochrona środowiska to (...) nie tylko wielki przemysł, kopalnie i huty. To także Twojei 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

31. 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/nr12_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://proto5.thinkquest.nl/~kle0001/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

32. KONIEC