SVEUILITE U ZAGREBUFAKULTET KEMIJSKOG ININJERSTVA I TEHNOLOGIJEPreddiplomski studij EKOININJERSTVOKolegij ZATITA OKOLIA

SEMINARSKI RADLITOSFERA NAEG PLANETA

VODITELJ: STUDENTI:Dip. Ing. Ivana osi Nikolina Jurevi Bernardo Pelesk

Zagreb, oujak 2014.LITOSFERA I PEDOSFERA

Vanjska kora planete Zemlje, koja se sastoji od razliitih stijena, naziva se kamena kora ili litosfera. Litosfera je vie-manje tvrda i kompaktna, siromana zrakom, odnosno plinovima. Izgraena je od tri vrste stijena: eruptivnih/magmatskih nastalih vulkanskim erupcijama koje su iz unutranjosti Zemlje na povrinu donijele uarenu magmu (granit) 95%; sedimentnih nastalih drobljenjem, erozijom i taloenjem prvobitnih stijena (dolomit, vapnenac, pjeenjak - gotovo sve stijene naeg kra) te metamorfnih nastalih preobrazbom prvobitnih stijena u uvjetima visokih temperatura i tlaka (antracit, mramor). Vie od polovice litosfere lei u oceanima na dubinama veim od 3000 m (najdublja toka iznosi 11 025 m dubine i poznata je pod nazivom Marijanska brazda). Na najviim planinskim vrhovima litosfera prelazi u kriosferu, zonu vjenog snijega i leda (najvia toka 8 848 m Mount Everest). U kemijskom pogledu litosfera nije homogena. U njezinu izgraivanju sudjeluje oko 92 kemijskih elemenata, od kojih njih 8 ini 98% njezine mase (udio najzastupljenijih elemenata u sastavu litosfere: O 46%, Si 28%, Al 8%, Fe 5%, Ca 4%, Na 3%, K 3%, Mg 2%, Ti, H, P, C, Mn, S, Cl, Br, F, Cu < 1%). Mali dio tih elemenata dolazi u obliku samorodnih minerala. Najvei dio je vezan u mineralima sastavljenim od dva ili vie elemenata. Preko 3000 minerala vee se u nakupine (agregate) stijene. Kao sfera ivota, litosfera ima neto manje ekoloko znaenje od ostalih sfera Zemlje jer je prostorno manje i za ivot organizama nepovoljnije stanite od ostalih sfera. Povrinu litosfere naseljavaju uglavnom nii organizmi: bakterije, liajevi, mahovine, alge, u manjoj mjeri vie biljke i brojna fauna. Na njoj se odvijao prvi ivot kopnenih organizama litobionat.Pedosfera predstavlja skup svih jedinica tala kopnenog dijela zemljine kore. Nastala je od litosfere utjecajem tvari i energije atmosfere i hidrosfere, njihovih abiotskih i biotskih imbenika (pedogenetski imbenici i procesi). U njoj se odigravaju najrazliitiji procesi vezanja i transformacije energije i preobrazbe mineralnih i organskih tvari. Morfologija pedosfere predstavlja vanjski dio odreen reljefom te ivim i mrtvim pokrovom i unutarnji dio profil tla (solum) jedan od najvanijih indikatora geneze, dinamike, sistematske pripadnosti, pa i ekolokih svojstava. Debljina ekolokog profila tla sloj tla u kojem ive podzemni organi viih biljaka, ograniena je debljinom samog sloja sitnice i sposobnou korjenova sustava da raste u duljinu. Prema tome razlikujemo vrlo plitka tla (do 25 cm), plitka tla (25 50 cm), osrednje duboka tla (50 100 cm), duboka tla (100 200 cm) i vrlo duboka tla (> 200cm). Debljina ekolokog profila moe biti vrlo mala i u pedoloki vrlo dubokim tlima (ako je npr. tlo nepropusno ili u dubljim slojevima bogato ekoloki kodljivim spojevima ili uvjetima). Veina tala sastoji se od 2 kompleksa: anorganskog >90% mineralnih estica i organskog mrtva (humus) i iva organska tvar.Antropogeni utjecaji na pedosferu izraeni su kroz utjecaj na grau tla, na fizikalna, kemijska i bioloka svojstva. Ogromne povrine su pretvorene u oranice, livade, panjake, sela i gradove. Danas je oko 2 milijarde ha ili oko 15 do 20 % cijele kopnene povrine degradirano, tj. po svom prirodnom sastavu izmijenjeno, a kao glavne uzroke degradacije tla navodimo eroziju vodom, eroziju vjetrom, kemijsku degradaciju i fizikalnu degradaciju. Kada govorimo o znaajnim ovjekovim zahvatima koji mijenjaju sastav pedosvere prvobitno istiemo: mehaniku obradu tla, hidromelioraciju, kontaminaciju tla insekticidima, fungicidima i herbicidima; hormonalne poremeaje u biocenozi zbog uporabe hormona, stimulatora rasta, prisutnosti tekih metala, PCB spojeva (poliklorbifenola). Izrazimo li se slikovito i kaemo da je pedosfera koa naeg planeta, moemo prikazati po istom principu njezine 'bolesti', probleme s kojima se trebamo suoiti: erozije tla, krajobrazna jednolikost, agresivna poljoprivreda, eksploatacija uma, isuivanje movara, kaotina urbanizacija, sindrom spaljene zemlje, veliki povrinski kopovi, utjecaj kiselih kia

ONEIENO TLO

irok spektar ljudske aktivnosti (industrija, poljoprivreda, urbanizacija) doprinijele su kontaminacija tla. Industrijska praksa ukljuuje nepravilno koritenje i skladitenje opasnih materijala, isputanje otpadnih voda, odlaganje otpada, sluajne izljeve toksinih oneiivaa to rezultira ozbiljnim problemima oneienja u industrijskim regijama. Zatim primjena industrijskih i komunalnih otpadnih voda za navodnjavanje, primjena herbicida, fungicida i pesticida doprinosi oneienju u ruralnim, poljoprivrednim regijama. Osim toga kombinacija djelatnosti ukljuujui izgaranja fosilnih goriva, spaljivanje krutog otpada te samim time i povrinsko taloenje nusproizvoda, te neadekvatno zbrinjavanje otpada na deponijima samo su u nizu od problema koji uzrokuju kontaminaciju tla. Odlagalita otpada pridonose direktnom oneienju tla i podzemnih voda. Osim toga djelatnost odlaganja otpada na deponijima zauzimaju velike povrine tla. No osim namijenjenih povrina odlagalinoj djelatnosti, suoeni smo i s ilegalnim odlaganjem otpada na povrinama koje nisu namijenjene u te svrhe te sluajnim izlijevanjem prilikom transporta industrijskih materijala na povrine bogate biljnom i ivotinjskom vegetacijom.Sredinom 70-ih godina prolog stoljee neke zemlje donijele su propise koji ograniavaju odlaganja opasnog otpada i otpadnih materijala. Bilo je teko procijeniti broj kontaminiranih zemljita u odreenoj zemlji i pribline trokove sanacije tih zemljita. No postupnim poveavanjem ekoloke svijesti i sve brojnijim dokazima o ozbiljnosti loeg upravljanja industrijom i odlaganjem otpada potaknulo je mnoge zemlje da donesu regulativu o pravilnom upravljanju sadanjim i buduim odlagalitima opasnog otpada. Brojne ekoloke katastrofe, kao to je ona u Bhopalu u Indiji 1984. gdje je iz tvornice pesticida Union Carbide procurio toksini plin i usmrtio oko 15 000 ljudi, navele se mnoge da kontroliraju proizvodnju, uporabu i isputanje otrovnih tvari u okoli. Tako je 1986. amerika vlada donijela Emergency Planning and Community Right-To-Know Act (EPCRA), zakon koji bi omoguio javnosti dostupnost informacija o koritenju, proizvodnji i isputanju otrovnih tvari. Kako bi se ostvario zadatak distribucije informacija zahtjeva se stvaranje javno dostupne baza podataka koja bi sadravala podatke o izdavanju otrovnih kemikalija (Toxics Release Inventory (TRI)). Nekoliko zemalja odmah je slijedilo primjer te su stvorili sline baze, kao npr. kanadski National Pollutions Release Inventory donesen poetkom 90-ih kao dio Zelenog plana kanadske Vlade. 2002. godine TRI pokazuje da je iz ukupno 24 379 industrijskih objekata u SAD-u puteno 2,17 milijardi kilograma toksinog materijala. Podatci za Kanadu vrlo su slini, iz 4596 industrijskih objekata isputeno je 402,5 milijuna kilograma toksinog materijala. Meutim ni kanadski NRPI ni ameriki TRI ne pruaju potpuni popis svih oneiivaa. Zabrinjavajui je podatak da je u SAD-u od ukupne koliine isputenog toksinog materijala 513,8 milijuna kilograma kancerogeno, a u Kanadi 3,8 milijuna kilograma. U oba sluaja 99% isputenih kancerogenih materijala ine azbest, olovo, krom, nikal, arsen i njihovi spojevi. Razlike vrsti tla mogu imati duboke uinke u sudbini oneienog tla u okoliu. Na primjer fine estice gline posjeduju negativan naboj te su sposobne zadravati pozitivno nabijene ione toksinih metala kao to je cink, bakar, aluminij, krom, arsen, nikal i kamdij. Oksidacijsko stanje odreenog tla moe dramatino mijenjati toksinost metala kao to su aluminij i arsen. Organska oneienja s ogranienom topljivosti (npr. aromatini ugljikovodici, klorirani pesticidi) adsorbiraju se za estice tla. Ti netopivi organski spojevi gotovo su nepokretni u tlu i ostaju na tom mjestu dugi period. Dakle isputanje i odlaganje otpadnih materijala u okoli zbog sastava i strukture tla stvara teka oneienja. Rizik od tetnih uinaka na zdravlje zbog kontaminiranog tla moe se pripisati sudbini zatite okolia. Izloenost nepokretnim oneiivaima koji su privreni za estice tla ukljuujui i mnoge mutagene tvari iz petrokemijskog otpada je neminovna, ljudi i ivotinje unose ih u organizam udisanjem te konzumacijom hrane uzgojene na kontaminiranom tlu, takoer tuiranjem (apsorbiraju se kroz kou) budui da mnoga oneiivala (teki metali) prodiru u podzemne vode. Studije provedene na ivotinjama koje su hranjene hranom proizvedenom na kontaminiranom tlu pokazuju poveanu razinu kamdija i nikala u unutarnjim organima (jetri i bubrezima). Takoer istraivanja su pokazala da je tetnost po zdravlje izrazito visoka za pojedince koji ive u blizini odlagalita opasnog otpada. Stanovnici tih podruja alili su se na zdravstvene smetnje: openito loe zdravlje, iritaciju koe i oiju, respitoralne i probavne smetnje, rak, neuroloke smetnje i dr. Bez sumnje sve te posljedice po zdravlju povezane su s izvorima oneiivaa. Upoznati smo i s uzrocima i posljedicama, znamo koji su pravci zatite okolia stoga je osim sanacije dosadanje tete potrebno postaviti i visok prag netolerancije prema oneiivaima. Tlo je glavni izvor hrane, prostor za stanovanje i openito cjelokupne ljudske aktivnosti.

LITERATURA

P. A. White, L. D. Claxton, Mutagens in contaminated soil: a review, Mutation Research 567 (2004) 227345

5