Globální problémy

1. Globální problémy

2. 1. Růst lidské populace • 2. Vyčerpávání přírodních zdrojů • 3. Globální oteplování • 4. Narušování ozonové vrstvy • 5. Kyselá atmosférická depozice (kyselé srážky) • 6. Ohrožení biologické diverzity • 7. Kontaminace vod • 8. Degradace (ohrožení) půdy • 9. Produkce odpadů

3. 1. Růstlidské populace Člověk jako druh samotný Homo sapiens – v dobách neolitických žil v souladu s okolním prostředím, početnost lidské populace byla omezována běžnými faktory prostředí : dostupnost potravy, klimatické podmínky Po ústupu doby ledové řadatěchto limitujících faktorů vymizela. Další růst populace v holocénu zajistil zřejmě dostatek potravy (pěstování polních plodin, chov domácích zvířat) a možnost stálého úkrytu a tím i dokonalejší péče a péče o potomstvo. Růst početnosti obyvatel: Před 15 000 letybylo na Zemi asi 5-15 milionů obyvatel. Od té doby lidská společnost stále roste. V současnosti je na světe kolem 6 miliard obyvatel – z toho Čína 1,3 miliardy, Indie 1 miliarda.

4. Počet obyvatel ve světě a odhad vývoje 9.32 10 8.85 8.27 7.58 6.83 6.06 5.25 4.43 miliardy 3.69 3.02 2.52 0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050

5. Asie 59,5 % Evropa 15,0 % Afrika 11,0 % Střední a Jižní Amerika 8,0 % Severní Amerika 6,0 % Austrálie a oceánie 0,5 % Procentuální rozložení počtu obyvatel na světě

6. 2003 2050 Asie 3823 5222 Afrika 850,6 1803 Evropa 726,3 631,9 JižníAmerika 543,2 767,7 Severní Amerika 325,7 447,9 Austrálie a Oceánie 32,2 45,8 Počet obyvatel ve světě a odhad vývoje (v miliónech)

7. Období Přírůstek 0-1800 0,05 % 1800-1930 0,77 % 1960-1970 2,2 % Přírůstekobyvatel v období vývoje od počátku našeho letopočtu

8. Ukazatele početnosti lidské populace: • mortalita • natalita • Vyjadřuje se počtem zemřelých na 1000 obyvatel za rok. • Důvody zvyšování početnosti populace je: • důkladná péče o potomky • zabezpečení potravy • lékařská péče • Zdá se, že hlavním hnacím motorem exponenciální populační exploze je nikoli vzrůst porodnosti, ale především pokles úmrtnosti.

9. Problém: • nerovnoměrný vývoj • - 20 % populace spotřebovává 80 % zdrojů • - populace vzrůstá nejrychleji v rozvojových zemích – lidé jsou nuceni obhospodařovat tvz. marginální (hraniční) půdy • ztráta autonomnosti venkova – koncentrace průmyslu a vznik obchodních a politických center jsou hlavním důvodem přesunu velkého množství lidí z chudého venkova do měst • - města jsou přelidněná neschopna uživit tolik obyvatel a zajistit městské služby (skládky, znečištěná voda), rozšiřování zastavěné plochy, zanikají kultury, tradice venkova

10. 1900 15 % 1950 29 % 1985 41 % 2020 přes 60 % Procento obyvatel žijících ve městě

11. 2. Vyčerpávání přírodních zdrojů

12. Zdroje nevyčerpatelné nezaměnitelné - neomezené zdroje, které společnost nemůže vyčerpat co do množství a kvality - sluneční záření, větrná a vodní energie Zdroje nevyčerpatelné poškoditelné - neexistuje nebezpečí vyčerpání těchto zdrojů, ale vlivem poškozování je omezen jejich užitek při využívání těchto zdrojů - voda, ovzduší, krajinný prostor

13. Zdroje vyčerpatelné udržitelné obnovitelné • tyto zdroje mohou být trvale udrženy, obnoveny a dokonce i rozmnoženy • obnovující proces probíhá jen v ekologicky příznivých podmínkách a za cenu finančních nákladů, vložené práce, a energie - úrodnost půdy, pitná voda, dřevní hmota Zdroje vyčerpatelné udržitelné neobnovitelné - po jejich zničení už není možná obnova - půda – zničenou půdu k přihlédnutí věku jedné generace už nelze obnovit

14. Zdroje vyčerpatelné neudržitelné nahraditelné - tyto zdroje po vyčerpání nelze obnovit, lze je však nahradit • některé nerostné bohatství a užitkové suroviny • např. využití stavebního kamene na místo jiného stavebního materiálu (jíl), keramiky (tepelná izolace, pevnost) na místo železa Zdroje vyčerpatelné neudržitelné nenahraditelné - po vyčerpání jsou trvale ztraceny • jejich zásoby na Zemi jsou výrazně omezeny • jedná se o nerostné suroviny, např. fosilní paliva

15. 3. Globální oteplování Sluneční záření ultrafialové: 180-400 nm, 9 %, nejvíce je pohlcováno v ozonosféře, zbytek zaniká v troposféře UVc 180-280nm UVb 280-320 nm UVa 320-400 nm viditelné: 380-760 nm, 45 %, využitelný zdroj pro fotosyntézu infračervené: více než 760 nm, 46 %, pro lidské oko neviditelné, je nositelem tepelné energie Sluneční konstanta – energie dopadající na hranici atmosféry: 1,38 kJ/m2s

16. Účinky UV záření • Bilogický vliv • rozklad chlorofylu • mutace • melanomy-nádory kůže • oční zákal • poškozování imunitního systému • ničení zooplanktonu • Jiné vlivy • degradace hmot • odbarvování • rozpadpryže, umělé hmoty, nátěry aj.

17. Rozptyl sluneční energie ….25 % slunečního záření se odrazí od atmosféry …25 % je pohlceno aerosoly a plyny v atmosféře … 5 % se odráží od mraků, vodní hladiny a sněhové pokrývky … 4 % se odrazí od povrchu Země Veškeré záření, které je cestou na povrch Země odraženo se nazývá ALBEDO Země (34-43 %). 41 % záření dopadá na povrch Země, je jím pohlcena a zahřívá jej.  

18. Atmosféra plynný obal Země Chemické složení vzduchu O2 21% N2 78 % CO2 0,03 % vodní páry – max. 4 % kapalné a tuhé složky – prach, popílek, saze, aerosoly plynné příměsi – oxidy síry, čpavku, methan, fluór Vrstvy atmosféry troposféra do 15 km stratosféra 15-80 km mezosféra 80-90 km termosféra více než 90 km …ozonosféra 10-50 km

19. Skleníkový efekt Skleníkový efekt je přirozený proces, bez něhož by na Zemi nebyla ustálená teplota, dochází při něm k zadržování sluneční energie skleníkovými plyny. Skleníkový efekt lze vyjádřit jako rozdíl mezi radiační teplotou Země a průměrnou teplotou při povrchu planety. Radiační emise Země odpovídá 254 K (-19 °C). Průměrná teplota planety měřená při povrchu Země je o 33 °C vyšší 287 K (+ 14 °C). Rozdíl mezi oběma hodnotami odpovídá „zadržené teplotě“ v atmosféře, tedy skleníkovému efektu.

20. Skleníkové plyny • plyny, které mají schopnost pohltit tepelné (infračervené) záření: vodní pára, oxid uhličitý, metan, ozon a oxid dusný • nejvyšší schopnost absorbovat a zpětně emitovat infračervené záření má vodní pára. Je 3x účinnější než další skleníkový plyn: CO2, a dále O3, NO, NH4.

21. 1860 0,027 % 1900 0,029 % 2000 0,038 % 2060 0,042 % Celosvětový nárůst CO2

22. Skleníkový efekt podporuje: • spalování fosilních paliv • odlesňování a vypalování lesů • obdělávání půdy • pěstování rýže, chov dobytka, hnilobné procesy ve skládkách komunálního odpadu • Očekává se, že globální oteplení přinese řadu jevů. Do konce příštího století by se měla zvýšit průměrná teplota Země (dnes +0,6 C, v roce 2050 +2,2 C).Vzroste počet extrémně teplých dní aklesne počet extrémně chladných dní, dojde k ovlivnění hydrologického cyklu – větší srážky a větší sucha, záplavy, hladina oceánů stoupne o desítky cm. • Dlouhodobější klimatické změny mohou vyústit i v posuny vztahů mezi druhy rostlin a živočichů, ve změny v rozložení lesních porostů a změny biochemických cyklů, obzvláště dusíku a uhlíku.

23. 4. Narušování ozonové vrstvy Vznik a účel ozónové vrstvy UV záření dopadající do stratosféry ve výškách 15-50 km nad povrchem Země se setkává s molekulami kyslíku. UVc rozbíjí dvouatomové molekuly kyslíku na jednotlivé atomy. Ty jsou vysoce reaktivní a reagují s jinými dvouatomovými molekulami kyslíku a tvoří tak molekulu tříatomovou – ozon. Energie ultrafialového záření s vlnovou délkou větší (UVb) zase ozon rozkládá. Tento proces je v rovnováze a škodlivé UV záření tak neprochází na povrch Země a nemůže tak poškozovat živé organismy.

24. Koncentrace ozónové vrstvy Největší koncentrace ozónu je ve výškách 15-50 km.: 6-8 ppm Její mocnost je však ve skutečnosti mizivá, kdyby byl všechen ozon soustředěn do jedné kompaktní vrstvy na povrchu Země, vznikla by slupka o síle pouhých 3 mm. Ozónová vrstva se měří pomocí absorpce UV záření a vyjadřuje se v Dopsonových jednotkách: ozonová vrstva má průměrně 300-400 Dops. jednotek.

25. Narušování ozónové vrstvy (stratosférický ozón) Některé látky produkované člověkem rozkládají ozón. Snižování koncentrace ozónu v ozónové vrstvě se nazývá ozónovou dírou. V zeslabené vrstvě ozónu je pak zachyceno méně záření UV, které může pronikat na povrch Země. K největšímu úbytku ozónu dochází od konce 70. let nad Antarktidou. Lokální ozónové díry se však objevují i nad hustě osídlenými oblastmi – způsobeno atmosférickou cirkulací.

26. Narušování ozónové díry Freony Společně s halony nejvíce poškozují ozónovou vrstvu, jedná se zejména o CFC – chlorované a fluorované uhlovodíky působí jako katalyzátor: reagují s ozonem a opět se uvolňují a vstupují do dalších reakcí (atom chloru může poškodit až několik desítek tisíc molekul ozonu) freony jsou pro člověka velmi užitečné: jsou netoxické, chemicky stálé, nemají korozivní účinek, nehoří, vyhovují i svou těkavostí využití: chladiva, nosiče aerosolů ve sprejích, expanzní plyny v izolačních pěnách, rozpouštědla Halony jsou podobné chem.stavby jako freony, ale obsahují v molekule atomy bromu využití: hasicí prostředky

27. Montrealský protokol v r. 1987 byl pak přijat tzv. Montrealský protokol o látkách, které poškozují ozónovou vrstvu v protokolu jsou uvedeny dvě skupiny látek – freony a halony cílem protokolu je snížit výrobu a spotřebu do roku 1990 přistoupilo k přijetí Montrealského protokolu více než 60 zemí ČSFR přistoupila v roce 1990

28. Státy Dodatku I, které mají snížit své emise o Belgie, Bulharsko, Česká republika, Dánsko, Estonsko, Evropská unie, Finsko, Francie, Holand sko, 8% Irsko, Itálie, Lichtenštejnsko, Litva, Lotyšsko, Lucembursko, Monako, Německo, Portugalsko, Rakousko, Rumunsko, Řecko, Slovensko, Slovinsko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko, Velká Británie USA 7% 6% Japonsko, Kanada, Maďarsko, Polsko Nový Zéland, Rusko, Ukrajina 0% - 1% Norsko - 8% Austrálie - 10% Island Kjótský protokol cílem protokolu je snižování emisí skleníkových plynů aby Kjótský protokol vstoupil v platnost, muselo ho ratifikovat alespoň 55 zemí, aby jejich podíl na momentálních emisích činil nejméně 55%. v letošním roce ho podepsalo Rusko, začal tedy platit – v platnost vstoupilo obchodování s poukázkami na vypouštění CO2

29. 5. Kyselá atmosférická depozice (kyselé srážky) při spalování fosilních paliv dochází ke vzniku oxid siřičitého a oxidy dusíku oxidy síry i dusíku v plynné podobě i po reakci s vodou v atmosféře působí na prostředí jako kyseliny. Výsledkem působení těchto látek je např. změna pH sladkých tekoucích i stojatých vod, které jsou nevhodné pro řady organismů snižení pH půdy, což mánegativní vliv na životaschopnost stromů v lese - velké nebezpečí pro jehličnaté lesy mírného pásma (Krušné hory, Jizerské hory, Krkonoše).

30. EMISE proces vypouštění znečišťujících látek (zejména při spalování fosilních paliv) v atmosféře probíhají chemické reakce – oxidační – výsledkem je kyselinasírová, dusičná a chlorovodíková. tyto výsledné produkty se nazývají IMISE– znečišťující látky, které následně působí na živé organismy Imise se vyjadřuje dvojím způsobem: 1) koncentrace (g/m3) znečištěné látky 2) depozice (spad) – imise zachycená na zemském povrchu nebo lesním ekosystému a) suchá depozice – sedimentace větších částic (prach, popílek) b) vlhká depozice – znečištěné látky ve formě srážek (horizontální-mlha,vertikální-déšť)

31. Místo působení imisíje závislé na momentální povětrnostní situaci a na poloze a struktuře emisních zdrojů. SO2 a Nox jsou transformovány a značné vzdálenosti i do míst, ve kterých se tyto zdroje nenacházejí za normálních podmínek počasí teplý vzduch stoupá z ohnisek znečistění vzhůru a většina škodlivin je vzdušnými proudy unášena do té doby než jako součást deště klesne a uloží se na zemském povrchu (zpravidla na horských hřebenech)

34. Důsledky působení EMISÍ ohrožení života lidí -dráždí oční sliznici, poškozování horních cest dýchacích, alergická onemocnění okyselení půdy a vodních toků projevuje se hlavně tam kde je nedostatek vápníku, který by kyseliny neutralizoval. Škody na rybách se projevují pod hodnoty 6,5 pH, pod 5 pH je „mrtvá voda“ škody na lesních porostech – od ½ 70 let rozsah škod daleko za přirozenou úroveň – hlavně střední Evropa, Sev. Amerika. V současné době je ve stř. Evropě poškozena více než ½ lesních porostů – příčiny jsou různé, často se vzájemně posilují, tato vlastnost se nazývá synergetismus. škody na majetku a uměleckých dílech – zejména oxid siřičitý rozrušující strukturu staveb a uměleckých památek, způsobují korozi skla, kovů

35. Jak dochází k poškozování lesních porostů imisemi – SO2? 1) přímé a)zachytávání škodlivin na listech a jehličí – vede k poškozování chlorofylu a xantofylu (zelené a žluté barvivo – u SO2), porušování buněčných membrán, odumírání buněk a tkání, poruchám dýchání, u živočichů leptá sliznici b) klimatické příčiny – v některých případech jsou stromy ne plně zničeny, ale pouze oslabeny a potom jsou však velmi náchylné ke klimatickým podmínkám – zejména suchá léta, mrazivé zimy a silný vítr (normálně se les zotaví, pokud není oslaben imisemi) c)nákazy a hmyz – např. kůrovec působí podobně jako klimatické škody d) odumírání symbiotických hub

36. Jak dochází k poškozování lesních porostů imisemi – SO2? 2) nepřímé a)okyselení půdy – při nízkém pH dochází k vyplavování minerálních živin z půdy (Ca, Mg, Na, K) – jsou uvolněny, vyplaveny a místo nich nastupují toxické prvky, zejména Al – dochází k postupné otravě, navíc v půdě je málo kationtů (nedostatek živin) b) disproporce ve výživě stromu – kyselé deště jsou dobrým hnojivem, protože obsahují množství Nox – v půdě se však nedostává Mg, který je nezbytnou součástí chlorofylu – strom rychle dorůstá, ale do nových jehlic si musí půjčovat ze starších – ty žloutnou a opadávají přírůstky dřeva jsou tak mnohdy vysoké, dřevo je však řidší, méně pevné a náchylné ke zlomům

37. SMOG v případě inverzního počasí jsou spodní vrstvy vzduchu chladnější než vrstvy vyšší – nedochází k promíchávání a koncentrace škodlivých látek narůstá – výsledkem je SMOG a)Londýnský (redukční) projevuje se mlhou, tuhým aerosolem a oxidem siřičitým, které se hromadí v ovzduší v zimě, na podzim, v předjaří – nízké teploty! stěžuje dýchání a poškozuje sliznici b) Los Angelský (fotochemický) oxidy dusíku, nespálené uhlovodíky, ozón vysoké teploty, intenzivní sluneční záření, výfukové plyny poškozuje sliznici, stěžuje dýchání, u oslabených vede ke smrti. existuje spousta dalších inverzí, míchají se mezi sebou

38. 6. Ohrožení biologické diverzity • celkové druhové bohatství lze těžko odhadnout - popsány jsou necelé 2 milióny druhů všech organismů, skutečný odhad je 10-100 milionů • z fosilních záznamů je zřejmé, že v geologické minulosti vyhynula za rok jedna miliontina počtu všech druhů, dnešní vymírání je 1000-10 000x větší • vlivem člověk dochází k vymírání, která jsou svou intenzitou přirovnávána k hromadným vymíráním v geologické historii • dříve pravděpodobně pomalu vymíraly druhy hojné, dnes rychle vymírají druhy vzácné (převážně v tropických suchozemských oblastech). • při současné rychlosti kácení deštného pralesa ubývá každoročně 0,5 % pralesních druhů

39. Příčiny • Vymírání druhů • Ničení přirozených biotopů

40. a) Vymírání druhů Obchodování s živočichy a rostlinami -je druhou nejvážnější příčinou ubývání druhů (hned po ničení přirozených stanovišť) Motivace k nelegálnímu obchodu: 1) Nízké postihy pro překupníky – většinou peněžního charakteru - v ČR platí od roku 2002 nepodmíněné tresty za neoprávněné obchodování. 2) Vysoké zisky a zhodnocení– pro chudé lidi z rozvojových zemí je tento obchod jediným zdrojem příjmu cena zvířat až několika set násobně stoupá při převozu do cílových zemí: např. Jam. papoušek v Brazílii 40 USD - v Evropě desítky tisíc USD, želva z Uzbekistánu - tam 2 Kč, v ČR 400 Kč, mluvící papoušek Žako v Africe za 30-100 USD v ČR za 15 000 Kč

41. Mezinárodní obchod s volně žijícími živočichy a planě rostoucími rostlinami legální nelegální Legální obchod s volně žijícími živočichy a planě rostoucími rostlinami má obrat 15 mld. USD/rok (1997) Jedná se o 3. nejziskovější nelegální činnost

42. Vývozní oblasti • Střední a Jižní Amerika, Afrika, Asie • Dovozní oblasti • Severní Amerika, Evropa, Dálný východ (Japonsko, Korea, Čína), Střední východ a Austrálie • Obchodní artikl • živá zvířata a rostliny • jejich části (kůže a kožešiny, kaviár, kosti, žluč, mušle …) • výrobky (kabelky, léčiva …) Hlavní dovozní a vývozní oblasti

43. Nejvyšší zaznamenané ceny organismů v ČR a ve světě

44. CITES vytváří celosvětovou síť, která kontroluje mezinárodní obchod, a to hlavně pomocí povolení, která musí doprovázet každý exemplář. VÝZNAM CITES

47. Ochrana se týká těch druhů, které jsou zařazeny do jedné ze tří příloh úmluvy CITES. PŘEDMĚT OCHRANY CITES PřílohaI- druhy přímo ohrožené vyhubením - mezinárodní obchod s nimi je zakázán - obchodní a neobchodní dovozy a vývozy jsou povolovány výjimečně Příloha II– druhy mezinárodním obchodem ohroženy a nebo ty, které jsou chráněným druhům podobné (časté zneužívání) Příloha III – druhy ohrožené na území daného státu a do té doby nezařazené v předchozích přílohách -daný stát musí o registraci druhů požádat

48. b) Ničení přirozených biotopů • Kácení deštných pralesů(Asie, Jižní Amerika, Severní Afrika) • jsou zde rozšířeny 2/3 druhů, zanikají i druhy, které dosud nebyly poznány, odhaduje se 1 druh – 1 den • dnes necelých 900 milionů ha lesa – ½ celkového území • ročně mizí 17 mil. ha. • kromě vysoké druhové diverzity má tropický les např. velký význam v produkci O2 a spotřebě CO2. • Proč ke kácení dochází? • získání zemědělské půdy (v chudých rozvojových zemích) – půda je chudá na živiny, vypálením se tam dostanou živiny, ale jen po několik let, pak se půda hospodářsky vyčerpá – dochází k erozi půdy • zdroj energie, obchodování – dřevina jako surovina (zejména mahagon)

49. Ničení pobřežních zón • Písečné pláže a korálové útesy – velmi druhově bohaté, často jako tropické lesy • Chrání kontinenty před rozplavováním – pesticidy, sedimenty je ničí • Ničení mokřin a bažin – jedny z nejbohatších ekosystémů • 1) eutrofizace • znečištění splachy hnojiv a pesticidy • 2) Odvodňování • za účelem získání zemědělské půdy, ničení přirozených toků a vytváření umělých koryt – k tomu u nás docházelo dřív, tzv. meliorace • dnes znovuobnovení přirozených toku - revitalizace

50. 7. Kontaminace vod využívání sladké vody není dnes omezeno pouze na pití, přípravu stravy a mytí, ale asi 70 % využité vody připadá na zavlažování velké objemy vody jsou využívány v průmyslu, při výrobě energie apod.