Udzbenik-Zastita okolisa

Zatita okolia udbenik za studente RGGFa

1

1. TEMELJNA EKOLOKA NAELA

Ekologija je nauna disciplina koja prouava odnose tj. interakcije organizma ili skupine organizama i njihova okolia. Poeci razvoja ekologije kao moderne nauke zapoinju sredinom 19. vijeka, to se intenzivira nakon 1859. i objavljivanja djela "O porijeklu vrsta posredstvom prirodne selekcije" Charles Darwina. U tom djelu on je obradio problematiku

porijekla vrsta, pitanje adaptacije, selekcije, borbe za opstanak te splet meusobnih odnosa organizma i njihovu interakciju sa uslovima okolia.

Naziv ekologija uveo je njemaki biolog Ernest Haeckel 1866. godine u svome djelu "Opa morfologija organizama" a potie od grke rijei oikos, to oznaava kuu, dom ili boravite i logos to znai rije, govor ili nauka. Dakle, ekologija je nauka koja se bavi istraivanjima interakcija organizama i okolia. Svi organizmi, kao jedinke ili populacije, smjeteni su u odreenom prirodnom okoliu, a o uslovima prirodnog okolia zavisi njihov cjelokupan ivot. Razmnoavanjem, rastom i razvojem organizmi djeluju na svoj okoli. Ti stalni meusobni uticaji organizama i okolia uslovljavaju neraskidive veze organizama i okolia, svojstvene za svaku vrstu organizma, a promjenjive u prostoru i vremenu. ovjekovom djelatnou mogu se bitno poremetiti meusobni odnosi organizama i ivotnog okolia, a time dalje uticati na neeljene promjene prirodnog ovjekovog okolia.

Ekologija je jedna od grana biologije, multidisciplinarna i holistika , a kao nauna disciplina ne odreuje to je "dobro" a to "loe". Odravajui tj. istiui vanost bioloke raznolikosti i druge povezane ekoloke cjeline daje se nauna baza za zatitu okolia.

1.1 BIOSFERA

Biosfera je prostor na Zemlji naseljen ivim biima esto se naziva "etvrta ovojnica"

Sva iva materija na planeti ili dio planete okupiran ivim Zadire u ostale tri sfere (iako nema stalnih naselja u atmosferi)

U odnosu na volumen Zemlje biosfera je vrlo tanak sloj ; protee se od ~11.000 metara ispod nivoa mora do ~15.000 metara iznad nivoa

mora.

UTICAJ OVJEKA NA BIOSFERU uticaj na atmosferu

- efekat staklenika, globalno zagrijavanje, ozonske rupe, kisele kie promjene u hidrosferi

- otpadne vode, zakiseljavanje voda, termopolucija, promjene na tlu

- erozija, dezertifikacija, pesticidi, herbicidi, otpad izvori energije potronja (sagorjevanje) fosilnih goriva, hidroelektrane, vjetroelektrane,itd


2

Slika 1.1. Uticaj ljudskih djelatnosti na biosferu.

Biosfera se sastoji od velikih koliina slijedeih elemenata (MAKROELEMENTI): ugljika, azota, sumpora, kisika, vodika i fosfora. Ostali elementi su takoe esencijalni za ivot ali su prisutni u manjim koliinama (MIKROELEMENTI): kalcij, kalij, eljezo, bakar, jod...Na nivou ekosistema i biosfere govori se o stalnom recikliranju (ponovnom koritenju) ovih elemenata koji prelaze izmeu mineralnog i organskog stanja.

Slika 1.2 Ciklus kruenja ugljika Slika 1.3 Ciklus kruenja azota

Slika 1.4. Ciklus kruenja fosfora Slika 1.5. Ciklus kruenja vode


3

Dr.sc. Zvjezdan Karadin, docent

Zbog procesa unutar biosfere postoje kolanja (kruenja) spojeva odnosno elemenata sastavu tih spojeva:

kruenje atmosferskih plinova (O2 , N2 , CO2 i H2O); kruenje elemenata iz sedimenata: tala ili stijena (P, S).

Najznaajniji biohemijski procesi u biosferi su: fotosinteza; vezanje azota u ivoj tvari; ciklus ugljika.

Svako odstupanje od normalnih vrijednosti bilo kojeg biogenog elementa i njegova

kruenja u biosferi naruava razvoj i normalno funkcionisanje pojedinog ekosistema.

1.2 KONCEPT EKOSISTEMA

Prvi postulat ekologije je da svako ivo bie ima stalan odnos sa svim elementima njegovog okolia

- EKOSISTEM = svaka situacija u kojoj postoji interakcija meu organizmima i njihovim okoliem

ORGANIZAM = jedinka u okoliu OKOLI = prostor u prirodi u kojemu je ujednaeno mnotvo razliitih fizikih, hemijskih i biolokih faktora Ekosistem se sastoji od dvije cjeline:

1. cjelina ivog (biocenoza) 2. medij u kojem postoji ivot (biotop)

EKOSISTEM je znai cjelina koja ukljuuje ivotno stanite i ivotnu zajednicu. ivotna zajednica i stanite nisu odvojeni sistemi, ve pojedini inioci ekosistema. Ekosistem je dinamian. Izmeu ive i neive prirode obavlja se stalna razmjena materija i energije. Uslijed stalnih djelovanja i

meudjelovanja unutar sistema, kao i sistema sa okolinom, dolazi do promjena ekosistema.

Temeljni razvoj ekosistema, tj. razmjena materija i energije naziva se

metabolizam ekosistema u kojem se razlikuju se sljedei razvojni stepeni:

- primanje i vezivanje Suneve energije postupkom fotosinteze, - proizvodnja poetne organske materija od neorganskih materija i

Suneve energije te stvaranje potencijalne hemijske energije, - potronja poetne organske materija, pretvaranje materija i energije

u nove organske spojeve,

- razgradnja mrtve organske materije do anorganske,

- iskoritenje anorganskih materija za proizvodnju poetne organske materije.

Slika 1.6 Prikaz ekosistema


4


Materije u ekosistemu krue. Protok je tih materija kruni i povratan, jer materija zapravo ne naputaju ekosistem ve krue u zatvorenom toku.

Izvor energije je Sunevo zraenje. Energija kroz ekosistem protie. Nakon to se energija u sistemu iskoristi za ivotne potrebe, naputa ga u obliku toplotne energije. Protok energije u ekosistemu je nepovratan.

Prelazom iz jednog trofikog stepena u drugi nastaju promjene potencijalne energije (smanjenje), jer se dio energije pretvara u kinetiku - toplotnu, koja se u sistemu dalje ne iskoritava pa znai "energetski gubitak".

Ekosistem je osnovna organizacijska prirodna jedinica u kojoj su iva bia i njihov neivi okoli prostorno i vremenski ujedinjeni proticanjem energije i kruenjem materija i dijeli se na:

a) kontinentalni ekosistem - umski, livade (travnjaci, stepe, savane), agroekosistem

b) ekosistem kopnenih voda - jezero, izvor ili rijeka c) ekosistem okeana - mora i okeani

- dinamika cjelina sastavljena od biotike zajednice (biocenoze) i abiotikog okolia - abiotika i biotika komponenta ekosistema i struktura odreena je povezanim

okolinim faktorima (dostupnost hrane, temperatura, intenzitet svjetlosti, gustina populacije i dr.)

- promjena u tim faktorima rezultuje dinaminim promjenama tog sistema Osnova za funkcioniranje ekosistema je energija (geotermalna ili suneva energija).

Biljke i fotosintetski mikrorganizmi pretvaraju svjetlosnu energiju u hemijsku

energiju procesom fotosinteze u kojem nastaje glukoza, a oslobaa se kisik: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

glukoza postaje sekundarni energetski izvor,

dio od te glukoze se odmah potroi u organizmu, ostatak se moe pretvoriti u druge molekule, npr. aminokiseline.

elijsko disanje je proces kojim organizmi cijepaju glukozu na njezine konstituente (H2O i CO2) obnavljajui energiju koju je "Sunce dalo biljci". Udio fotosintetske aktivnosti prema elijskom disanju odreuje specifian sastav atmosfere (pogotovo koliinu kisika). Globalne zrane struje mijeaju atmosferu i odravaju balans elemenata meu podrujima intenzivne i slabe bioloke aktivnosti

1.3 SUKCESIJE

Ekosistem se stalno mijenja, a te promjene tokom vremena nazivaju se sukcesije.

Ovisno o prevladavajuem uticaju na promjene, razlikuju se dvije vrste sukcesija:


5


endodinamike, uslovljene odnosima i djelovanjem unutar ekosistema,

egzodinamike, kao posljedica djelovanja faktora izvan ekosistema.

Djelovanja izvan ekosistema mogu biti razliita, a mogu se svrstati u: 1. klimatogene sukcesije, tj. uticaj klime u duem ili kraem geolokom razdoblju, 2. edafogene sukcesije, nastale uslijed promjena uslova zemljita (erozije, sniavanja ili

povienja nivoa vode), 3. antropogene sukcesije, kao posljedica ovjekova djelovanja.

Sve navedene sukcesije ne djeluju odvojeno, ve sjedinjene, tako da je ukupan uticaj vrlo sloen. Kao primjer sloenih sukcesija navodi se starenje balkanskih jezera. Nakon ledenog doba naglo je oticala voda sa podruja Balkana te se sniavao nivo vode u jezerima. Uslijed smanjenja dubine poveala se osvijetljena zona proizvodnje, kao i koncentracije hranjivih soli s obzirom na smanjenje vodne mase. Te egzodinamike sukcesije pratile su i endodinamike. Naime, kruenje organske materija nije bez ostatka, tako da se poveanom organskom proizvodnjom poveala i koliina mulja na dnu. Time je prouzroeno daljnje smanjenje dubine jezera. Neka jezera, poput Pelagonijskoga, postalo je postupno bara. Nastavljenim smanjivanjem dubine vodni je ekosistem

nestao, a nastao je novi kopneni ekosistem.

Sukcesija znai predstavlja vremensku sekvencu vegetacije i s njom povezanih ivotinjskih vrsta u odreenoj zoni. Kontinuirana kolonizacija, istrebljenje, izmjena populacija ivih organizama na odreenoj lokaciji uslijed promijena u okoliu ili unutranjih svojstava biljaka i ivotinja

Slika 1.7. Kolonizacija obale kopnenim biljkama. Slika 1.8. Vremenski raspored sukcesija.

Slika 1.9 Sukcesija: jezero - livada.


6


Klimaks zavrna taka u sekvenci sukcesije zajednica koja je ostvarila stabilno stanje

Posmatrajui djelovanje ekosistema te promjene koje nastaju dolazi se do zakljuka da u prirodi ne postoji pojam "bioloke ravnotee". Ekosistem je otvoreni sistem, a u odreenom vremenu i pod odreenim uslovima mogue je kruenje materija i energije uravnoteiti tako da postoji "dinamika ravnotea". To je stanje mirovanja uz uslov nepromjenljivog protoka energije.

ovjekovim djelovanjem nastaju antropogene sukcesije, koje mogu u vrlo kratkom vremenu poremetiti dinamiko stanje ravnotee sa vrlo nepovoljnim posljedicama, ne samo za ekosistem ve i za ovjeka, odnosno ovjekovu zajednicu kao cjelinu.

1.4 IVOTNO STANITE, EKOLOKI FAKTORI

ivotno stanite ili biotop dio je biosfere koji je naseljen odreenim biljnim i ivotinjskim vrstama. ivotno stanite je ekoloki pojam i prije svega obiljeavaju ga ekoloki faktori. Pojedina se ivotna stanita meusobno razlikuju. Razlikuju se i po tome to je svako naseljeno drugim sastavom biljnih i ivotinjskih vrsta, odnosno posebnom ivotnom zajednicom. ivotno stanite je na primjer jedno jezero, potok ili zaliv u priobalnom moru. Pojedini dijelovi ivotne okoline razlikuju se meusobno prema uslovima ivota pojedinih populacija, odnosno vrsta. Nisu svi dijelovi Zemljine povrine povoljni za razvoj pojedinih organizama, ili ak pojedinog stepena razvoja odreene vrste. Ekoloki se faktori tokom vremena mijenjaju i pojedinano i skupno, a u globalu mogu se podijeliti na:

- abiotike faktore i - biotike faktore.

Ponekad je teko razdvojiti biotike od abiotikih faktora. Pod biotikim faktorima smatraju se meuodnosi pojedinih vrsta u ivotnoj zajednici kao i djelovanje ovjeka. Biotiki faktori su faktori ive prirode koji obuhvataju intraspecijske i interspecijske odnose INTRASPECIJSKI ODNOSI - odnosi organizma s organizmom iste vrste

INTERSPECIJSKI ODNOSI - odnosi organizama razliitih vrsta POPULACIJA = osnovna jedinica u ekologiji koju ini grupa genetski slinih organizama koji su meusobno povezani (nain razmnoavanja i zajednika zaliha gena); Populacija predstavlja dinamian sistem koji se stalno mijenja i u kojem postoji interakcija organizama u razvitku strukture i funkcija.

Odnosi meu jedinkama iste vrste ili razliitih vrsta mogu uticati na: - strukturu, - razvoj, - brojnost

1.4.1 Abiotiki faktori

Od abiotikih faktora se posebno istiu: - temperatura,


7


- voda,

- vlaga,

- svjetlo,

- atmosferski gasovi,

- hranjive materija,

- strujanje,

- tlak.

Temperatura

Svi ivotni postupci deavaju se na odreenoj temperaturi. Djelovanja veine vrsta organizama ograniena su u uskom pojasu temperature. Temperatura je esto ograniavajui faktor razvoja pojedinih organizama. O dnevnim i godinjim promjenama temperature ovise djelovanja biljaka i ivotinja.

U vodenim sistemima ubrzavaju se biohemijski postupci uslijed poveanja temperature. Prema Van't Hoffovu pravilu, sa porastom temperature za 10 C hemijski se postupci deavaju dva do tri puta bre. Meutim, u vodenim sistemima deavaju se sloene biohemijske reakcije, pa se Van't Hoffovo pravilo ne moe direktno primijeniti. Istraivanja su pokazala da se ivotni procesi ipak ubrzavaju poveanjem temperature okoline unutar ogranienoga temperaturnog raspona.

Uslijed ubrzanih ivotnih procesa troi se vie kisika. Istovremeno toplija voda sadri manje otopljenog kisika. Posljedica je ubrzanje potronje kisika, dakle promjena uslova stanita. Organizmi koji za ivotne procese trebaju vie kisika isezavaju. Daljnjim smanjenjem kisika dolazi do anaerobne razgradnje mrtve organske materija i svih popratnih pojava.

Temperatura utie i na fizikalna svojstva vode. Voda ima najveu gustinu pri temperaturi oko 4 C, a smanjuje se i snienjem i povienjem temperature. Zahvaljujui toj injenici omoguen je nastavak ivota u vodenim sistemima i uz vrlo hladne klimatske uslove. Hlaenjem povrinskog sloja ispod 4 C smanjuje se gustina vode pa hladniji sloj pluta na povrini vodnog sistema. Daljnjim hlaenjem zaledi se povrinski sloj, a u dubljim se slojevima zadrava temperatura od 4 C i vie, to omoguava preivljavanje organizama u vodi.

Voda koja je fizioloki potrebna u protoplazmi predstavlja, u ekolokom pogledu, ograniavajui faktor kopnenih organizama. Voda se u prirodnoj okolini pojavljuje kao padavina (kinica, snijeg, led), vodena para u tlu i u zraku te podzemna i povrinska voda. Padavine su odreene geografskim poloajem stanita, odnosno klimatskim okolnostima. Raspored padavina tokom godinjih razdoblja uslovljava razmnoavanje, razvoj i rast organizama, a posebno vrsta organizama u pojedinim ivotnim stanitima. U zavisnosti o koliini padavina stvaraju se razliita stanita u kopnenim sistemima, kao to su: vlane ume, savane, livade i pustinja. Na vodni reim osim koliine i rasporeda padavina utiu veliine oticanja, kao i isparavanja.


8


Vlanost zraka oznaava koliinu vodene pare u zraku. Na organizme kopnenih sistema utie vlanost zraka tako da se voda iz tijela isparava, a dalje djeluje i na plodnost, duinu ivota i smrtnosti.

Svjetlost Glavni izvor svjetla u biosferi je Sunevo zraenje. Svjetlo je izvor energije za fotosintezu autotrofnih organizama (proizvoaa), pa je prema tome jedan od temeljnih faktora ivota na zemlji. Vrlo je mali broj vrsta organizama koji mogu ivjeti u potpunom mraku (neki organizmi peina, dubokog mora i oceana). U ekolokom smislu vana je kvaliteta svjetlosti (talasna duina ili boja) te jaina svjetla. Kvalitet svjetla od posebne je vanosti kad su posrijedi vodeni sistemi. Generalno je opaeno prodiranje svjetlosti u moru od 100 do 200 m, a u jezerima znatno manje (oko 50 m). Od toga talasne duine crvene svjetlosti u moru prodiru samo desetak metara. Zbog toga su postupci fotosinteze u vodnim sistemima ogranieni na gornje slojeve. Svjetlost se ravnomjerno mijenja tokom dana i godine. Sa ravnomjernim promjenama

svjetlosti mijenjaju se i djelovanja organizama.

Sastav atmosfere, naroito donjega dijela koji ulazi u sastav biosfere, isti je na svim geografskim poloajima, osim udjela vodene pare. Glavni sastojci atmosfere su azot (78,03%) i kisik (20,99%). Ostali gasovi kao to su ugljen-dioksid, argon, neon, vodik, helij, kripton, ozon, kseonon, ine ukupno oko 1 % (0,98 %).

Vana je koncentracija ugljen-dioksida (0,3%), koji je potreban za fotosintezu. Azot, koji ini najvei dio atmosfere, inertan je plin. Samo u posebnim sluajevima neki se organizmi mogu koristiti azotom iz atmosfere.

Kisik je potreban za disanje svih biljaka i ivotinja, a u atmosferi se nalazi u dovoljnim koliinama. Ugljen-dioksid je, osim svjetla, jedan od ograniavajuih faktora u postupku fotosinteze. Poveanjem pritiska CO2 do odreenih vrijednosti poveavaju se i postupci fotosinteze. Vee koncentracije CO2 u zraku kodljive su za zelene biljke i ivotinje.

U vodnim ekosistemima koncentracije atmosferskih gasova nisu nepromjenljive i ovise o

prilikama u tome ekosistemu. Koliina otopljenog kisika ovisi naroito o temperaturi vode i otopljenim solima. Kisik u vodu dolazi otapanjem iz atmosfere i kao proizvod fotosinteze.

Koliina kisika u atmosferi je oko 21%, odnosno 210 cm3/l, a u vodnim sistemima ne prelazi vrijednost od 10 cm

3/l (pri 0 C). U vodnim sistemima kisik je ograniavajui faktor razvoja

ivota naroito u jezerima. Ugljen-dioksid se u vodnim sistemima nalazi u veoj koliini. Porijeklo ugljik-dioksida u vodi je posljedica razgradnje mrtve organske materija, kao i disanja ivih organizama. Visoke koncentracije CO2 nepovoljne su za ivot riba, a naroito ako se istovremeno pojavljuje i manjak kisika. Ugljen-dioksid u vodi odrava ravnoteu karbonata i hidrogenkarbonata, ime se usklauje jonska reakcija prirodnih voda. Znaaj CO2 u vodi isti je kao i kod kopnenih sistema, to jest utie na postupke fotosinteze.

Otopljene soli, koje su nune za ivotne postupke, nazivaju se biogene ili hranjive soli. Za ivot organizama najvee znaenje imaju soli azota i fosfora. Zelene biljke za svoj razvoj koriste se anorganskim solima fosfora (fosfati) i azota (nitrati i nitriti). Soli azota nalaze se u prirodnim


9


vodama u veim koliinama nego soli fosfora. Soli azota i fosfora obnavljaju se u biosferi razgradnjom mrtve organske materija i tako biogeni elementi ulaze u ciklus kruenja materija u prirodi, to se naziva biogeohemijski ciklus.

Neke bakterije, alge i biljke uzimaju dio azota iz atmosfere, a dio azotovih spojeva ulazi u

biogeohemijski ciklus uslijed vulkanskih aktivnosti. Iz ciklusa se gubi dio azota kao nitrat u

dubokim morima, a dio odlazi u atmosferu kao posljedica denitrifikacije.

Fosfor se takoe smanjuje u biogeohemijskom ciklusu taloenjem u dubokim morima, a nadoknauje se erozijom fosfatnih stijena i naslaga ptijeg.

Osim azota, fosfora, kalija, kalcija, sumpora i magnezija, koji se nazivaju makronutrienti

(makrokonstituenti), za ivot organizama nuni su i drugi elementi. Ti drugi elementi koji su potrebni u izrazito malim koliinama, samo u tragovima, nazivaju se mikronutrienti (mikrokonstituenti).

Za razvoj biljaka potrebni su eljezo, mangan, bakar, cink, bor, silicij, molibden, hlor, vanadij i kobalt. Mnogi od tih elemenata vani su za razvoj ivotinjskih vrsta. U veim koliinama ti su elementi ograniavajui faktori razvoja.

Vjetrovi u atmosferi, kojima su izraena strujanja, ine jedan od bitnih ekolokih faktora. Vjetrovi utiu na djelovanje organizama, a esto i na gustinu populacija. Pod uticajem jakih vjetrova pojedini organizmi mogu biti preneseni i na vee udaljenosti, ime se direktno utie na raspored pojedinih vrsta u biosferi. Vjetar utie i na pojaano isparavanje vode, to ima poseban efekat u podrujima sa malim koliinama vode, odnosno vlage. U vodnim sistemima, meu ostalim, strujanja (valovi, struje) mijenjaju koncentracije otopljenih gasova te biogenih

elemenata.

Atmosferski pritisak u kopnenim sistemima nema naroitog znaenja na razvoj pojedinih vrsta, osim to je direktno vezan sa vremenom i klimom pa su organizmi prilagoeni odgovarajuim uslovima. Hidrostatiki tlak u morima umnogome se mijenja s dubinom, te dostie vrijednosti i 1,01x10

8 Pa. U dubokim morima mogu ivjeti samo rijetke vrste organizama.


10


2. ZATITA OKOLIA

U drugoj polovini 20.vijeka razvila se jedna nova struno-tehnika, ali i nauna disciplina u kojoj je ovjek sebe stavio u prvi plan, postavio svoje zdravlje i svoje okruenje iznad prirode, te se kroz ovu novu disciplinu poeo brinuti za ono to on sam proizvodi i odbacuje kao iskoriteno i nepotrebno. Ovoj novoj disciplini dat je naziv zatita okolia ili, u engleskom jeziku, Environmental protection.

2.1 DEFINICIJE

- Okoli: prirodno okruenje ukljuujui i kulturnu batinu kao sastavnicu, - Okolina: prirodno i od ovjeka stvoreno okruenje, - Okolica: geografski pojam.

( Rjenik bosanskog jezika autora Devada Jahia)

Prema drugim izvorima , pojam okolina se koristi u smislu drutvenog okruenja (ovjek i rezultati njegova djelovanja), a pojam okolica u smislu prirodnog (biotiki i abiotiki elementi).

Pojam okoli (engl. environment), u tom kontekstu, predstavlja skupni naziv za kompleksno ovjekovo okruenje (prirodno i drutveno).

Jedna od definicija okolia je slijedea: Okoli predstavlja kompleks fizikih, hemijskih i biotikih faktora koji djeluju na organizme i ekoloku zajednicu i u konanom odreuju njihov oblik i preivljavanje (Enciklopedija "Britanica" - pojam Environment).

Globalni okoli predstavlja planetarni prostor u kojem se deavaju uticaji izmeu prirode i svjetskog stanovnitva kao sveukupnost svih njihovih meusobnih prostorno-vremenskih uticaja.

Nauka o okoliu (Environmental science) je interdisciplinarna nauka o meusobnoj povezanosti ljudske populacije, prirodnih resursa i oneienja.

2.2 POJAM I CILJ ZATITE OKOLIA

POJAM obuhvata izdvojene sadraje, sredstva i mehanizme ophoenja sa okoliem u svrhu njegova odranja u nasljeenom (prvobitnom) ili neznatno promijenjenom stanju.

CILJ je odravanje okolia u takvom stanju koje ne ugroava ovjekov opstanak na nekom prostoru i u vremenu.

to se postie zatitom okolia?

ouvanje kvalitete okolia,

ouvanje prirodnih zajednica,

racionalno koritenje prirodnih izvora i energije (na prijateljski nainza okoli),

zdrav i odrivi razvitak.

SVRHA ouvanja kvaliteta okolia

smanjenje rizika za ivot i zdravlje ljudi,


11


osiguravanje i poboljavanje kakvoe ivljenja,

dobrobit sadanjih i buduih generacija.

Zatita okolia se ne bavi naunim istraivanjima iako zahtijeva razumijevanje odreenih ekolokih naela. Priroda obuhvata itav svemir, ivi i neivi svijet, zakonitosti koje u njemu vladaju i sile koje u njemu djeluju.

Ekolog je naunik koji se bavi ekologijom. Pri tome vri istraivanja na terenu i u laboratoriji, a rezultate svojih istraivanja objavljuje u naunim i strunim asopisima i knjigama. Na drugoj strani, zatitari okolia, ekologisti, su osobe koje su aktivno ukljuene u pokret zatite okolia i ne moraju biti ekolozi.

U okviru Zakona o zatiti okolia (Sl.list FBiH br 33/03 od 17.07.2003.), Okoli je definiran na slijedei nain: sastavnice okolia, odredjeni sistemi, proces i organizacija okolia.

Sastavnice okolia su: tlo, zrak, voda, biosfera, kao i izgradjeni (umjetni) okoli , nastao kao posljedica djelovanja ljudskog faktora i sastavni je dio okolia. Okoli, kao kompleksni sistem, se moe biti razumijevan samo djelomino. Da bi se postiglo takvo, makar i djelomino razumijevanje, neophodno je odabrati odgovarajui pristup. To, naime, znai da naunici koji se bave okoliem moraju imati jasno definiran predmet istraivanja, ali budui da su njihova gledita ograniena (okvirima matine nauke, npr. biologije, hemije ), oni na taj nain mogu postii samo ogranieno razumijevanje i poimanje okolia. Takvo ogranieno razumijevanje mora biti nadopunjeno saznanjima naunika drugih nauka, te se tek tako moe postii prihvatljivo razumijevanje okolia kao cjeline. To, dakle, znai da je izrada cjelovite ekspertize o nekom okoliu od strane jedne osobe, pa ak i jedne nauke, nemogua. Dakle, okoli kao kompleksni sistem, moe biti izuavan samo uz primjenu multidisciplinarnih, odnosno interdisciplinarnih pristupa. To podrazumijeva sistemsku saradnju nekoliko nauka i to

na principu dopunjavanja. injenica je da naunici, u okviru svojih matinih naunih disciplina, izuavaju okoli i pokuavaju produbiti svoje kompleksne spoznaje o njemu, to je rezultiralo razvojem novih naunih grana kao to su biologija okolia (eng. environmental biology), geografija okolia (eng. environmental geography) i hemija okolia (eng. environmental chemistry).

2.3 KAPACITET OKOLIA

Kapacitet okolia predstavlja sposobnost okolia da zadovolji ivotne potrebe odreenog broja vrsta i njihovih populacija (ograniena koliina hrane, ogranien prostor i dr.). U svakoj mrei ishrane energija zadrana na nivou proizvoaa nije potpuno transformirana na potroaa. Tako bi sa energetskog gledita za ljude bilo mnogo efikasnije biti primarni konzument nego sekundarni, a kamoli tercijarni.


12


2.4 SASTAVNI DIJELOVI OKOLIA

Sastavni dijelovi okolia prema njihovoj funkciji i dinamici izmjena uslovljenih i usmjerenih temeljnim iniocima (prirodnim i drutveno privrednim) mogu se svrstati u etiri podsistema:

prirodni okoli (geosfera, ekosfera)

preoblikovani okoli (izgraeni, "umjetni" okoli - tehnosfera)

demografsko - ekonomski okoli (proizvoaka sfera)

politiko - kulturni okoli (potroaka sfera)

Veinu podsistema i pojedinih inioca okolia nauka i praksa je dugo vremena parcijalno istraivala, no njihove meusobne veze i otkrivanje njihove meuovisnosti djelovanja danas je od odluujueg znaaja. Zbog eksponencijalnog porasta broja stanovnitva na Zemlji i intenzivnog porasta njegovih proizvoakih i potroakih aktivnosti sve je slojevitije koritenje a isto tako preoblikovanje kako prirodnog tako i preoblikovanog okolia. Slijedom toga dolo je do sve jae divergencije meuovisnosti uticaja podsistema i inioca okolia. Ukljuivanjem naprednijih tehnologija u proizvodnju sve je jae izraena diferencijacija podjele rada izmeu pojedinih privrednih regija, a pojaano je strujanje materije i energije. Jaanje proizvoakih potencijala ne rezultira samo privrednim prednostima ve uzrokuje i pojavu odreenih kriznih situacija u okoliu. Nesumnjivo da je temeljni zadatak privredne politike racionalno koritenje okolia, tonije ostvarenje funkcionalnog ureenja prostora. To naravno podrazumijeva rjeavanje niza parcijalnih zadataka (prostorna organizacija ivota, upravljanje vodama, urbanistika rjeenja, odgovarajue upravljanje i smjetaj industrijskog i ostalog otpada raznog porijeklom, zatitu okolia, rjeenje pitanja odvodnje oneienih voda itd.), ije se rjeenje temelji na prepoznavanju uzrono posljedinih veza. Na alost sve do danas se ne posjeduje takav postupak, kojim bi brojne i vrlo razliite faktore okolia analizirali na temelju jednog jedinstvenog pristupa i odgovarajuih metoda i izvrili kompleksni premjer mogunosti (potencijala) pojedinih regija i njihovo racionalno koritenje u kvantitativnom i kvalitativnom pogledu. Upravo stoga, jedan je od temeljnih zadataka nauke i prakse da izradi i provede analizu

potencijala okolia pojedinih regija temeljenu na kvalitativnom vrednovanju sistema dominantnih ionioca te izraditi odgovarajui model analize cjelokupnog sistema okolia svakog pojedinog prostora (Mezsi, 1985.).

Cjeloviti geografski okoli sadrajno je slojevitiji, kompleksniji nego onaj prirodni. Dodati treba da je njegov potencijal sloeniji i raznovrsniji pa drutvu omoguuje povoljne egzistencijalne mogunosti.


13


2.5 TEMELJNA NAELA U NAUCI O OKOLIU

Za razumijevanje znaaja neophodno je navesti est temeljnih naela Nauke o okoliu (engl. - Environmental Science):

a) Rast ljudske populacije na Zemlji je najznaajniji problem u okoliu poveanjembroja ljudi na Zemlji, poveavaju se i potrebe za prirodnim resursima. Prenapuenost je ve danas ozbiljan problem u pojedinim zemljama, naroito u zemljama u razvoju, I sve vie postaje globalni problem. Odrivi razvoj ili odrivost je dugoroan cilj u zatiti okolia koji osigurava ivot buduim generacijama ljudi i drugih ivih bia koji nastanjuju Zemlju. Prirodni resursi na Zemlji su ogranieni i njihova raspoloivost za budue generacije je upitna, bez obzira radi li se o neobnovljivim resursima, u koje pripadaju fosilna goriva: nafta,

plin i ugalj te mineralne sirovine, ili obnovljivim resursima, u koje pripadaju voda i

ume. Koncept odrivoga razvoja temelji se na paljivom upravljanju i upravljanju prirodnim resursima, masovnom recikliranju i razvoju novih tehnologija za koritenje resursa i odlaganje otpada.

b) Sistemi i promjene u sistemima veina sistema (npr. planeta Zemlja) sastoji se od nekoliko komponenata ili podsistema koji su u zajednikoj interakciji i funkcioniraju kao cjelina, pri emu promjene u jednoj komponenti uzrokuju promjene u drugim komponentama.

c) Prirodni procesi kao prijetnja ovjeku i okoliu nazivaju se jo i prirodni hazardi i obuhvataju procese i dogaaje kao to su: poplave, klizita, potresi, vulkanska aktivnost potrebno je prepoznati opasnost od prirodnih hazarda za ljude i okoli, procijeniti rizik te planirati i sprijeiti ili umanjiti tetne posljedice koje mogu nastati njihovim djelovanjem.

d) Sadanjost je klju za prolost pristup koji promovira ideju da su procesi koje uoavamo u skoranje vrijeme djelovali i u prolosti na formiranje geomorfolokih struktura.

e) Primjena naunih metoda i sistema vrijednosti za rjeavanje problema u okoliu naunim metodama testira se funkcioniranje odreenih procesa na Zemlji, a odabir rjeenja za neki problem u okoliu ovisi o tome kako su postavljeni kriteriji za vrednovanje uticaja na ljude i okoli.

2.5.1 Rast ljudske populacije na Zemlji kao najznaajniji problem u okoliu

Kroz povijest ljudske civilizacije, broj ljudi na Zemlji se neprestano poveavao. Razvojem i tehnolokim dostignuima u medicini, poljoprivredi te naroito zbog iskoritavanja prirodnih resursa i energije, poveavao se i broj ukupne populacije na planeti, to je u nekim krajevima svijeta dovelo do prenapuenosti stanovnitva. Poznati ekolog i mikrobiolog Garrett Hardin, koji je godinama djelovao kao profesor humane ekologije na Sveuilitu u Kaliforniji, SAD-u, zaetnik je ideje o uzrono-posljedinoj vezi izmeu broja stanovnitva na Zemlji i uticaja na


14


okoli. Naime, prema Hardinu, ukupni uticaj ljudske populacije na okoli jednak je proizvodu uticaja pojedinca na okoli i ukupnoga broja stanovnitva na Zemlji. Neki naunici vjeruju da je broj ljudi na Zemlji blizu ili je ve premaio kapacitet (pod)noenja (engl. carrying capacity), koji se moe definirati kao maksimalan broj ljudi koji moe ivjeti u svijetu, a da pri tom ne uzrokuje pogoranje uslova ivota na Zemlji. Problem prenapuenosti stanovnitva u nekim dijelovima svijeta poznat je stotinama godina, Meutim u dananje vrijeme postaje oigledno da se radi o globalnom problemu. Od tridesetih godina 19. vijeka do tridesetih godina 20. vijeka, dakle u periodu od stotinu godina, broj

stanovnika na Zemlji se udvostruio i iznosio je dvije milijarde stanovnika u to vrijeme. Do sedamdesetih godina 20. vijeka, broj stanovnika na Zemlji se ponovno udvostruio, a do 2000. godine iznosio je preko est milijardi stanovnika (slika 1.1). Oekuje se da e taj broj, do sredine 21. vijeka, iznositi izmeu deset i petnaest milijardi. U novije vrijeme ovaj problem je nazvan populacijska bomba, jer eksponencijalan rast broja ljudi

na Zemlji pokazuje suvie nagli porast stanovnitva u novije doba. Broj ljudi koji se poveava svake godine nije konstantan, meutim, konstantan je postotak godinjega poveanja broja ljudi, tj. stepen rasta stanovnitva. Slika 2.1 Eksponencijalni rast ljudske populacije na Zemlji (modificirano prema Keller, 2000.)

2.5.2 Odrivi razvoj

Sve donedavno ljudi su koristili prirodne resurse, a nisu vodili previe rauna o njihovim koliinama i mogunosti njihova obnavljanja i recikliranja. Rezultat takvoga neodgovornog ponaanja je ve sada akutni problem drastinog smanjenja nekih neobnovljivih prirodnih resursa, poput nafte ili uglja, ili pogoranja kvaliteta obnovljivih prirodnih resursa, kao to su vode.


15


Naglim rastom ljudske populacije na Zemlji u zadnjih nekoliko decenija te prekomjernim

iskoritavanjem prirodnih resursa, uz istovremeno nagomilavanje sve veih koliina raznovrsnoga otpada, nastaje kriza okolia (slika 2.2).

Slika 2.2 Uzroci nastajanja krize okolia

Uspjeno rjeavanje nagomilanih problema u okoliu zahtijeva temeljitu promjenu u nainu ivota ljudi i razvoj svijesti o nunosti zatite okolia, odnosno prihvatanje etikih principa prema okoliu. Zaetak nauke pod nazivom Etika okolia (engl. Environmental ethics) zapoinje ranih sedamdesetih godina prologa vijeka, kada su objavljeni prvi radovi iz toga podruja: Lynn White (1967): Povijesni korijeni ekoloke krize (engl. Historical roots of ecological crisis),

Garett Hardin (1968): Tragedija zajednica (engl. Tragedy of commons).

Najvei uticaj na razvoj Etike okolia imao je ameriki naunik Aldo Leopold sa Sveuilita u Wisconsinu, SAD-u, koji je inicirao prihvatanje koncepta Etike o zemlji (engl. Land ethic), koji stavlja naglasak na brigu o cijelom fizikom okoliu. Do pedesetih godina prologa vijeka, etika kao nauka usmjerena je iskljuivo na poloaj pojedinca u savremenom drutvu i njegova moralna naela koja mu osiguravaju ulogu u drutvu. Prihvatanjem koncepcije Etike o zemlji, koja se kasnije razvila u Etiku okolia pomiu se granice zajednike brige o okoliu i ukljueni su: tlo, voda, zrak, biljke, ivotinje, pod zajednikim nazivom zemlja. Od devedesetih godina prolog vijeka, u globalnim razmjerima sve vie prevladava koncept odrivog razvoja ili odrivosti (eng.: sustainability), koji mnogi definiraju na dva naina:

1. odrivi razvoj osigurava buduim generacijama jednaku dostupnost prirodnim resursima.

2. odrivi razvoj je tip razvoja koji je ekonomski isplativ, ne teti okoliu i socijalno je opravdan.


16


Kao rezultat promjene filozofije razmiljanja o kvaliteti okolia i naroito ouvanja prirodnih resursa na Zemlji, u dananje vrijeme sve vie prevladava pristup pod nazivom: Odriva globalna ekonomija. Pod time pojmom se podrazumijeva paljivo koritenje i mudro upravljanje planetom i njegovim resursima, analogno nainu na koji ekonomisti tradicionalno upravljaju novcem i robom.

Da bi globalna ekonomija bila i odriva, mora zadovoljiti sljedee kriterije: a) buduim generacijama treba osigurati dobru kvalitetu temeljnih prirodnih resursa,

neophodnih za ivot ljudi: zraka, vode i tla, a potrebno je ouvati i odrati stabilnost prirodnih ekosistema,

b) izvori energije moraju se razumno koristiti, a nuno je kontrolisati isputanje otpadnih materija u atmosferu te sprijeiti daljnje pogoranje klimatskih uslova na Zemlji, npr. od globalnoga zatopljavanja,

c) potrebno je donijeti odgovarajue planove koritenja prirodnih resursa, koji e sprijeiti daljnje pogoranje kvalitete obnovljivih resursa, a istovremeno omoguiti da se dio neobnovljivih resursa osigura za budue generacije,

d) socijalni, pravni i politiki sistemi moraju se razvijati na naelima demokratskih tradicija, usmjereni ka postizanju ciljeva odrive globalne ekonomije.

Ouvanje prirodnih resursa mogue je postii odgovarajuom strategijom kontrole rasta stanovnitva na Zemlji, a preduslov je poraditi na edukaciji ljudi, naroito u zemljama u razvoju, jer je dokazano da su stepen rasta i pismenost stanovnitva u obrnuto proporcionalnoj vezi.

Postojea globalna ekonomija veim dijelom je bazirana na koritenju fosilnih goriva. U budunosti, planovi koritenja energije morat e uzeti u obzir vee koritenje obnovljivih, alternativnih izvora energije kao to su vjetar i solarna energija. Planovi koritenja i ouvanja prirodnih resursa mogu biti efektivni samo razvojem odgovarajuih mjera koje e kontrolirati rast stanovnitva na Zemlji i koritenje resursa.

U tom cilju, potrebno je razvijati postojee sisteme davanja poticaja i poreznih olakica, kao i znatnije finansijske pomoi zemljama u razvoju. U razvijenim zemljama potrebno je potaknuti odgovarajue politike promjene, koje e potaknuti vlade pojedinih zemalja na potpisivanje vanih protokola o kontroli emisija oneiujuih materija u okoli.

Bosna i Hercegovina (BiH), koja je teritorijalno i demografski mala zemlja i pred viestrukim izazovima globalizacije i integracije u Evropsku Uniju, mora prilagoditi svoj razvojni put

konceptu odrivoga razvoja. To znai da BiH mora maksimalno zatititi svoje prirodne resurse za budue narataje, ali istovremeno mora jaati ekonomsku vitalnost i biti socijalno osjetljiva (slika 2.3). Na taj nain su ekoloka, ekonomska i socio-kulturna odrivost uzajamno umreene I meuovisne, a definiraju integralni odrivi razvoj Bosne i Hercegovine koji promovie kvalitetu ivota stanovnitva BiH, ali istovremeno uva prirodna bogatstva kao temelj kvalitete ivota.


17


Slika 2.3 Generalni koncept integralnoga odrivog razvoja

2.5.3. Sistemi i promjene u sistemima

Sistem je skup objekata koji se promatra s obzirom na meusobno djelovanje njegovih sastavnih dijelova i vanjske uticaje. Primjeri nekih sistema su: planet, vulkan, okeanski bazen, vodonosni

sistem. Veina sistema sastoji se od nekoliko komponenata ili podsistema koji su u zajednikoj interakciji i funkcioniraju kao cjelina, pri emu promjene u jednom podsistemu uzrokuju promjene u drugim podsistemima.

Planeta Zemlja je globalni sistem koji se sastoji od nekoliko podsistema: atmosfere (zrak),

hidrosfere (voda), biosfere (ivot) i litosfere (tlo, stijene). Njihovom meusobnom interakcijom mijenjaju se povrinski oblici na Zemlji. Promjena u veliini ili uestalosti procesa u jednom od Zemljinih podsistema, uzrokuje promjenu u ostalim podsistemima. Ovo

svojstvo koordinirane promjene u razliitim dijelovima okolia poznato je kao Princip jedinstvenosti okolia (engl. environmental unity). Znaajne promjene reljefa na Zemlji, kao npr. nastanak planina, dogaaju se najveim dijelom uslijed tektonskog izdizanja i zbog vulkanskih procesa. Procesi koji uzrokuju izdizanje planina

utiu na promjene u atmosferi, stvarajui regionalne promjene u raspodjeli i reimu padavina. Ove promjene zatim utiu na promjene u hidrosferi, budui da se mijenja hidroloki reim i koliina voda koja protie rijenim koritima i utie u mora i okeane. Javlja se promjena i u biosferi, mijenjaju se i prilagoavaju biljni i ivotinjski organizmi u novonastalim uslovima. Javljaju se promjene i u litosferi, uslijed stvaranja pojaane erozije na strmim obroncima planina, a erozijski procesi utiu na stvaranje sve veih koliina ishodinih materijala za sedimentne stijene.

Poznato je da Zemlja, kao sistem, nije statina; ona je u sutini dinamiki sistem, koji se stalno mijenja. Ovakav dinamiki sistem je otvoreni sistem, u kojem dolazi do izmjene materija ili energije sa okoliem. Zemlja kao otvoreni sistem prima energiju od Sunca, a dio energije vraa u svemir. Osim toga, velika koliine meteorita svake godine pada na povrinu Zemlje, a male koliine zemaljskog materijala oslobaaju se s povrine i odlaze u svemir u gasnoj fazi.


18


Za razliku od Zemlje, kao globalnog otvorenog sistema, sistemi u zemaljskom okoliu, u kojima se materija u potpunosti recikliraju i kontinuirano mijenjaju kroz prirodne cikluse, nazivaju se

zatvoreni sistemi. U zatvorenim sistemima ne dolazi do interakcije sa okoliem izvan granica sistema. Primjer za zatvorene sisteme su: ciklus stijena u prirodi i hidroloki ciklus (slika 1.4 i 1.5).

Za uspjeno rjeavanje problema u okoliu, od izuzetne je vanosti sposobnost predvianja promjena u sistemu. Potrebno je prije svega razumjeti kako izmjena materija i energije u

otvorenim sistemima, odnosno ulaz i izlaz iz sistema, utie na ukupni bilans u sistemu. U tom smislu, znaajna je analiza ulaza i izlaza.

U tabeli 2.1 prikazana

su srednja vremena

zadravanja nekih materija u prirodnim

sistemima.

2.5.4. Prirodni procesi

kao prijetnja ovjeku i okoliu

Procesi na Zemlji, koji

uzrokuju gubitak

ljudskih ivota i velike materijalne tete, nazivaju se opasni

prirodni procesi ili

prirodni hazardi. Tabela 2.1 Srednje

vrijeme zadravanja materija u sistemima

Najei prirodni hazardi su: oluje, poplave, potresi, klizita i vulkanske erupcije. Veliina i uestalost ovih procesa ovisi o faktorima kao to su: klimatska obiljeja, geoloke karakteristike i vegetacija. Na primjer, pojava poplave na nekom podruju ovisiti e o: intenzitetu i jaine padavina, infiltracijskom kapacitetu tla, stepenu evapotranspiracije, vrsti i obilju vegetacije i topografiji.

Poveanje broja ljudi na Zemlji i koncentriranje stanovnitva i resursa u veim sredinama (npr. gradovima) poveava opasnost od opasnih prirodnih procesa. Ovaj trend je danas sve vie naglaen, tako da mnogi ljudi danas ive u podrujima u kojima vrlo esto dolazi do pojava prirodnih hazarda.


19


Uticaj prirodnih hazarda na ljude i okoli moe se predvidjeti razmatranjem klimatolokih, geolokih i biolokih uslova na nekom podruju i na taj nain mogue je barem umanjiti njihove tetne posljedice. Naunici bi trebali, nakon to identifikuju potencijalno opasne prirodne hazarde, svoje informacije i znanja prenijeti prostornim planerima i politiarima, koji odluuju o konkretnim mjerama za suzbijanje ili ublaavanje prirodnih hazarda.

2.6. ZAKONODAVSTVO O ZATITI OKOLIA

2.6.1. Meunarodni sporazumi i ugovori o zatiti okolia

Poetkom devedesetih godina 20. vijeka, intenzivirane su aktivnosti na meunarodnom planu po pitanju donoenja razliitih ugovora i konvencija o zatiti okolia. Neke od njih odnose se na rjeavanje lokalnih problema irom svijeta, kao npr. Konvencija UN-a o borbi za spreavanje irenja pustinjskih podruja, dok se druge odnose na svjetske probleme, na primjer smanjenje emisije staklenikih gasova u atmosferu, koji doprinose globalnom zatopljivanju.

Svjetski samit u Rio de Janeiru, koji je odran 1992. godine, i potpisivanje Montrealskoga protokola 1987. i 1990. godine bili su vane prekretnice za razumijevanje znaaja uticaja tetnih gasova na razaranje ozonskoga omotaa te uticaja staklenikih gasova na globalno zatopljavanje, kao i druge mogue klimatske posljedice. Montrealski protokol o zabrani materija koje razaraju ozonski omota potpisalo je 175 zemalja svijeta, a njime je propisana zabrana isputanja hlorofluorougljika (CFC, freona) i drugih gasova, koji tetno utiu na ozonski omota u atmosferu, do 2000. godine. Na Svjetskom samitu u Rio de Janeiru usvojena je tzv. Agenda 21, koja predstavlja

sveobuhvatan plan djelovanja na globalnom, regionalnom i lokalnom planu u vezi upravljanja i

zatite okolia. Znaajan dokument, koji je proizaao iz ovog samita je Okvirna Konvencija UN-a o klimatskim promjenama (engl. United Nations Framework Convention on Climate

Changes-UNFCCC).

Ova Konvencija je stupila na snagu 1994. godine, a preko 50 zemalja je do danas ratifikovalo

ovaj dokument. Dodatna vanost ovog samita je i injenica da u svjetskom zakonodavstvu i praksi od tada sve vie dominira princip usvajanja mjera opreza (engl. Precautionary principles), to znai da se odreene aktivnosti ili radnje ograniavaju ili potpuno zabranjuju, ukoliko postoji odreena vjerojatnost da one mogu tetno djelovati na okoli. Ovaj princip je naroito znaajan za umanjivanje tetnih posljedica od materija koje su perzistentne i imaju dugotrajne posljedice za okoli. Nakon samita u Rio de Janeiru, vaan dogaaj za ouvanje okolia u svjetskim okvirima bio je potpisivanje protokola u Kyotu 1997. godine. Osnovni sadraj Kyoto protokola je obaveza zemalja, a naroito industrijski najrazvijenijih zemalja, da smanje emisije staklenikih gasova za 5,2 % u odnosu na koliine emisija iz 1990. godine, u razdoblju od 2008 do 2012. godine. Naime, globalna emisija CO2 od samita u Riu rasla je za nekoliko postotaka godinje, tako da bi ukupno smanjenje trebalo biti daleko vie od 5%. Neke zemlje, kao SAD, trebale bi tako smanjiti emisiju svojih staklenikih gasova i preko 20%. U Montrealskom sporazumu i Kyoto protokolu ugraen je jo jedan bitan princip tzv. zajednike, ali razliite odgovornosti zemalja za stanje u globalnom okoliu. Naime, ideja je da sve zemlje


20


dijele globalni okoli i imaju zajedniku odgovornost prema njegovom ouvanju, meutim, neke zemlje doprinose vie oneienju i drugim negativnim uticajima na okoli, a neke imaju znaajno vie finansijskih sredstava za razvoj alternativnih rjeenja, koja bi bila manje tetna za okoli. Na taj nain, najvei oneiivai bi trebali platiti vie i bre, ali i oni to esto nisu spremni uiniti, prvenstveno branei svoje ekonomske interese.

Krajem 2000. godine, potpisnici Kyoto protokola pokuali su donijeti sporazum o njegovoj implementaciji koji je trebao biti obavezujui. Problem vezan za implementaciju ovoga protokola nastao je veim dijelom od pokuaja nekih industrijski najrazvijenijih zemalja da smanjenje staklenikih gasova u atmosferu rijee tako to e vei dio svojih gasova ispustiti u druge prirodne resurse, koji imaju sposobnost vezanja i neutralizacije tetnih posljedica gasova, kao to su okeani i ume. Nakon sedmica diskusija i ovi pregovori su propali i dogovor nije postignut.

Tek 2004. godine, nakon to je Ruska Federacija prihvatila Kyoto protokol, dostignuta je kritina masa da bi Kyoto protokol mogao stupiti na snagu.

Period vaenja Kyoto protokola je istekao. Sad treba uvesti nove mehanizme zatite okolia koji moraju biti globalno prihvaeni bez izuzetaka kako je to bilo sa Kyoto protokolom, tako da se time obaveu ne samo preostale razvijene zemlje koje ga nisu potpisale ( SAD, Australija), nego i zemlje u razvoju prevashodno Kina koja nije imala kvantifikovanu obavezu prema Kyoto

protokolu a ini ogromna zagaenja okolia, naroito kroz upotrebu fosilnih goriva, primarno uglja kojeg godinje spali preko 1 milijardu tona. To e znaiti da e i naa zemlja dobiti kvantifikovanu obavezu smanjenja emisija tako da se mora poeti intenzivno raditi na tom polju kako bi se to uspjeno implementiralo.

2.7 ASPEKTI ZATITE OKOLIA

2.7.1 Ekonomski aspekti zatite okolia

Povezivanje ekologije i ekonomije je nuno i neizbjeno poto u dananjem svijetu novac ima bitan uticaj i na ekoloko razmiljanje o koritenju privrednih resursa. Zajedniki moto ekonomije i ekologije je da je neophodno poduzeti sve neophodne ekoloke mjere na zatiti okolia i planete Zemlje, a da se istovremeno, dugorono gledano, ostvari i ekonomska korist. Povezivanje ekonomije i ekologije u praksi je omogueno razvojem informatike, odnosno stvaranjem zajednikog informatikog modela sa zajednikom varijablom - entropijom.

Poznato je da se kod svih fizikalnih ili hemijskih procesa jedan dio energije pretvori u

energetski oblik koji se vie ne moe koristiti - entropiju. Uglavnom se svaki resurs ljudskim djelovanjem na kraju pretvori u neki vid otpada, to jest nalazi se u stanju vie entropije.To se moe objasniti na primjeru vonje automobilom. Entropija nastaje u obliku davanja toplotne energije okolini kao i emisije tetnih supstanci u zrak, zemljite, vodu.

Faber je prvi sa svojim saradnicima primijenio informatiki model na primjeru ponovnog dobivanja sirovina iz otpada. Na osnovu ovoga modela ustrojeno je takozvano ekoloko knjigovodstvo koje u jednom zajednikom sistemu obuhvata razliite trokovne klase:

- potronju materijala. - potronju energije,


21


- nastajanje raznih vrsta otpada ( vrsti, gasoviti, teni ), - odvod toplote, itd.,

a proraun se vri preko ekvivalentnih koeficijenata.

Pitanje trokova u trinoj privredi je vrlo bitan faktor. Svaki ekonomsko-tehniki razvoj eli prebaciti nastale trokove :

- na treu osobu odnosno na drutvo, - na budue generacije, - na prirodu.

Kod zatite okolia i promjene cijena sirovina trini mehanizmi uglavnom reaguju sa velikim zakanjenjem. Zato politike strukture trebaju preuzeti ulogu regulatora. To je u njihovom interesu jer donoenjem odgovarajue zakonske regulative spreavaju nastajanje novih zagaenja, pa i saniranje postojeih.

Poto u krajnjem efektu uglavnom drava snosi sve trokove za rjeavanje ekolokih problema iz prolosti (zagaenih voda, zemljita i zraka ), na taj nain smanjuje i svoje trokove u budunosti. Ukoliko je uzronik zagaenja poznat, onda se trokovi, ili samo jedan njihov dio, prebacuju na njegov teret. Odnos izmeu ekonomije i ekologije je kljuni faktor u ekolokoj modernizaciji ekonomske politike.

Ekoloka modernizacija ekonomske politike moe se definisati sa tri osnovna postulata: - Poveanje proizvodnje uz istovremenu tednju resursa - Odravanje stabilnosti kvaliteta okolia postaje cilj ekonomije - Promjena naina razmiljana i ekoloke svijesti te uvoenje zakonske regulative koja

e stimulisati ie tehnologije (eko porez)

2.7.2 Pravno-politiki aspekti zatite okolia

Politika zatite okolia obuhvata sve neophodne mjere koje su potrebne da se ispune tri osnovna cilja:

- Da se ovjeku osigura ist i zdrav okoli koji je neophodan za civilizovan i human nain ivljenja.

- Da se zatiti zemljite, zrak, voda, biljni i ivotinjski svijet od neodgovornog ponaanja ovjeka.

- Da se rijee problemi teta koje je ovjek ve nanio ili nanosi okoliu.

Politika zatite okolia obuhvata iroki spektar razliitih mjera sa zajednikim ciljem da se postigne stanje u kojem priroda moe na principu samoodrivosti odrati ekoloku ravnoteu. Samo na taj nain moe se omoguiti da i budue generacije mogu uivati u blagodetima prirode.

Prilikom donoenja zakona iz oblasti zatite okolia neophodno je izvriti povezivanje pravne regulative sa trinom stimulacijom:

- uvoenjem varijabilnih poreza i taksi za zatitu okolia ija visina varira ovisno o ponaanju uzronika zagaenja,


22


- uvoenjem taksi za emitovanje zagaujuih materija (CO2, SO2), fluorovodoninih spojeva itd),

- uvoenjem taksi za koritenje pesticida i vjetakih ubriva, - uvoenjem taksi za deponovanje posebnih vrsta otpada, - uvoenjem posebnih propisa za pakovanje gotovih proizvoda itd.

Cilj ovih mjera je trina stimulacija proizvoaa da na razliite naine smanje emisiju otpadnih supstanci, odnosno da se visokim taksama destimuliu veliki zagaivai.

U ekstremnim uslovima veliki zagaivai su takvim propisima stavljeni pred alternativu: - ili mjenjati tehnologiju, - ili zatvoriti preduzee.

Ekoloki i ekonomski je opravdanije mijenjati tehnologiju.

2.7.3 Ekoloka hemija

Po statistikim procjenama danas se u svijetu industrijski proizvodi oko 100 000 razliitih hemikalija. Svake godine se na tritu pojavi oko 1000 novih supstanci. Godinje se na svjetskom tritu proda oko 250 miliona tona organskih supstanci. Najvei dio tih supstanci poslije upotrebe dospije nekontrolisano u Ijudsku okoli. Iz tih zvaninih statistikih podataka

Metoda Primjeri upotrebe

Taloenje Teki metali u obliku hidroksida i oksihidrata

Oksidacija Boje

Neutralizacija Neutralizacija kiselih otpadnih voda

Flotacija Izdvajanje ulja i masti, otpadna voda iz fabrike papira

Centrifugiranje Masti, ulja i ugljikovodici iz otpadnih voda

Ekstrakcija Benzol, laka ulja, fenoli

Tabela 2.2: Procesi u fizikalno-hemijskom preiavanju otpadnih voda

moe se izvui zakljuak koliko se mijenja naa okoli. Dva osnovna postulata kod istraivanja meusobnog odnosa izmeu hemikalija i ivih/neivih komponenti ekosfere su:

1. utvrditi stepen zagaenja okolia,

2. smanjiti stepen zagaenja i nastale posljedice.

Utvrivanje stepena zagaenja u ekolokoj terminologiji se naziva ekodijagnoza. Ona sadri:

- registrovanje zagaenja i njegovu visinu,

- vrstu zagaenja,

- ekotoksinost i toksinost,

- perzistenciju (otpornost) i razgradnju/razlaganje, reakcije pretvaranja,

- irenje u okoliu,

- akumulaciju u okoliu.


23


Smanjenja stepena zagadenja i njegovih posljedica u ekolokoj terminologiji se naziva ekoterapija. Ona sadri:

- smanjenje emisije u produkciji,

- smanjenje tehnikih oneienja,

- poboljanje/substituciju tehnika,

- substituciju neeljenih proizvoda,

- poboljanje tretmana otpada.

2.7.4 Ininjerska geohemija

Geohemija se tradicionalno bavi istraivanjem raspodjele hemijskih elemenata u prirodi/zemljitu. U zadnjih dvadesetak godina bavi se i pronalaenjem uzroka zagaenja, odnosno analizom zemljita i sedimenata. Glavni zadatak istraivanja nove specijalizovane naune discipline "inenjerske geohemije" je kondicioniranje otpada, kako u smislu deponovanja tako i u smislu ponovne upotrebe, zatim istraivanja vezana za nalaenje pogodnih lokacija za dugorono deponovanje i sl.

2.7.5 Geotehnika

Geotehnika je takoe nala primjenu u zatiti okolia. Najvie se primjenjuje u vodogradnji, vodosnabdjevanju i uvrivanju i zaptivanju tla/zemljita. Naroito se to odnosi na saniranje starih odlagalita, bilo da se radi o unitavanju otpada bilo o sprjeavanju/ograniavanju irenja zagaenja okolia sa starih odlagalita.

Geoloka i hidroloka istraivanja ukazuju na puteve irenja tetnih supstanci u zemlji i okolini deponije. Od posebne vanosti su hidrogeoloki parametri: propusnost, pravac kretanja i brzina kretanja podzemnih voda.

2.7.6. Geofizika

Geofizika se bavi istraivanjima povrine starih odlagalita. Kao primjer potrebno je izvesti geoloko i geofiziko ispitivanje lokacije za jednu deponiju:

1. pripremanje poetne dokumentacije: geoloke karte, snimci iz zraka, itd.;

2. poetni radovi na lokaciji: detaljne karte, snimanje geolokih profila, ispitne buotine (podzemna struktura), itd.;

3. buenje ispitnog bunara: stanje, pravac i brzina teenja podzemnih voda, uzorci za analize, itd.;

4. pokuaj pumpanja, odreivanje propusnosti;

5. laboratorijski radovi: analiza veliine zrna (sastav tla), rentgenska analiza (mineralni sastav), poroznost, struktura, mikropaleontoloko ispitivanje (put vode), geohemijski


24


parametri (sadraj karbonata, organske supstance, pH vrijednost, teki metali, itd.), sadraj vode, plastinost (DIN 18196), permeabilitet, itd.);

6. geofizika ispitivanja: geomagnetika, gravimetrija, geoelektrina ispitivanja, itd.

Primjena u vodogradnji se odnosi na kompletan kruni ciklus vode: uzimanje vode iz prirode, pripremanje, koritenje, zagaenje, preiavanje i vraanje vode u prirodni vodotok. U nekim sluajevima je zadatak veoma kompleksan: sanacija itavog vodotoka.

2.7.7 Graevinarstvo

Primjena graevinske tehnike u zatiti okolia se prije svega odnosi na jednu vanu korelaciju koja se stalno provlai kroz zatitu okolia: tednja energije=smanjenje zagaenja.

2.7.8 Geologija

Naine koritenja geolokih informacija za rjeavanje specifinih problema u okoliu izuava primijenjena geologija, koja se u anglosaksonskoj literaturi naziva Geologija okolia (Environmental Geology).

Geologija okolia bavi se fizikim aspektima okolia. Geologija pomae u rjeavanju nekih znaajnih problema u okoliu kao to su: 1. Upravljanje prirodnim resursima u skladu sa konceptom odrivog razvoja geoloke informacije osiguravaju procjenu koliina i dostupnosti obnovljivih prirodnih resursa i omoguuju njihovu eksploataciju na ekonomski isplativ nain, koji ne teti okoliu. 2. Oneienje okolia (tla, vode, zraka) geoloke informacije omoguuju odreivanje veliine antropogenih uticaja na pojedine fizike aspekte okolia te mjere za umanjivanje ili ublaavanje tetnih posljedica nastalih oneienjem. 3. Geoloki hazardi (poplave, klizita, potresi, vulkanska aktivnost) geoloke informacije omoguuju prouavanje prirodnih hazarda u cilju preventivnoga djelovanja i smanjivanja njihovih tetnih posljedica za ljude. 4. Upravljanje otpadom geoloke informacije koriste se u odabiru prikladnih lokacija za odlaganje otpada.

5. Planiranje koritenja zemljita, analize uticaja na okoli i procjena rizika geoloke informacije koriste prostornim planerima u planiranju koritenja zemljita i strunjacima koji se bave zatitom okolia za ocjenu prihvatljivosti nekog zahvata, koji se planira izgraditi ili dograditi na okoli te za procjenu rizika, koji ovisi o vjerojatnosti pojave tetnoga dogaaja i posljedica koje se javljaju u tom sluaju nastanka tetnoga dogaaja.

U kratkim crtama je navedena primjena razliitih naunih (tehnikih) disciplina u zatiti okolia.

Na taj nain se vidi da je zatita okolia interdisciplinarna nauka koja osim tehnikih nauka objedinjuje i drutvene nauke, zatim i jednu optu kulturu ponaanja ovjeka u odnosu na prirodu.


25


3. SASTAVNICE OKOLIA

Okoli je prirodno okruenje u ukupnosti uzajamnog djelovanja te kulturna batina kao dio okruenja kojeg je stvorio ovjek i sastoji se od:

zraka,

tla/zemljita,

vode i mora,

klime,

biljnog i ivotinjskog svijeta.

3.1 ZRAK

Atmosferu moemo definirati kao sloj zraka koji obavija Zemlju i rotira zajedno s njom, a zrak kao gasovitu smjesu od koje se sastoji Zemljin gasoviti omota.

Zemljina atmosfera vezana je uz Zemlju uglavnom gravitacijskim silama, a tek u viim slojevima (iznad 1.000 km), gdje dolazi do disperzije gasova u meuplanetarni prostor, prevladavaju elektromagnetske interakcije.

Danas se vjeruje da je Sunev sistem nastao hlaenjem meuzvjezdane praine i plina, pri emu su Sunce i velike planete jakim gravitacijskim silama uspjeli zadrati svu okolnu materiju (zato vjerno odraavaju sastav prvobitne meuzvjezdane praine), dok su manje planete (Venera, Zemlja, Mars) nastale agregacijom manjih svemirskih tijela, preteno silikatnog sastava. Tako su manje planete nastale bez vlastitog plinskog omotaa iz prvobitne smjese, a njihova atmosfera nastajala je postupno otputanjem gasova iz vruih stijena. Ovi su gasovi bili preteno vodena para, ugljendioksid i azot. Na Zemlji se voda kondenzovala, ugljendioksid se vezao u obliku

karbonata, a dominantan plin postao je azot.

Prvobitna atmosfera nije sadravala vee koliine kisika i bila je hemijski blago reducirajua. Samo u takvim uslovima mogao je nastati ivot, jer su organske molekule kao graevne jedinice ivih organizama podlone oksidaciji i kao takve su nestabilne na zraku (s velikim udjelom kisika) kakav danas poznajemo.

Redukujui karakter prvobitnog zraka oituje se u sastavu starih stijena koje sadre dvovalentno eljezo i mnoge sulfide, koji se uz dananji sastav zraka takoe ne bi mogli odrati.

Slika 3.1. Poveanje koliine kisika i razvoj ivota na Zemlji

Prvi kisik u zraku nastao je

fotolizom vodene pare i

ugljendioksida. Sunevo zraenje je moglo razoriti molekule vode

na kisik i vodik, pri emu se vodik


26


kao najlaki dizao u vie slojeve, odakle je mogao izai u meuplanetarni prostor, dok se kisik pomalo nagomilavao u donjim dijelovima.

Nije moglo doi do veeg nagomilavanja kisika jer se troio na oksidaciju dvovalentnog eljeza u stijenama i okeanima ili vodika iz vulkana. Procjenjuje se da je sadraj kisika u tadanjem (predbiotskom) zraku bio manji od sadanjeg miliontnog dijela.

Fosili pokazuju obilnu prisutnost ivota ve prije 3,5 milijardi godina, a s razvitkom ivota na Zemlji poinje se mijenjati i sastav zraka. Kisik, koji je postojao samo u tragovima, poeo se oslobaati procesima fotosinteze.

Vei udio kisika znatno je smanjio prodor Suneva visokoenergetskog zraenja do povrine Zemlje omoguavajui na taj nain razvoj sloenijih oblika ivota kao npr. eukariotske elije (s jezgrom) prije 1,4 milijardi godina i vieelijskih organizama sa djelotvornijim mehanizmima iskoritavanja energije.

Sve bri razvoj ivota i fotosinteze pridonosili su daljnjem porastu sadraja kisika u zraku iz kojeg je fotolizom u viim slojevima mogao nastati ozon. Ozon vrlo dobro apsorbuje ultraljubiasto zraenje koje teti ivim organizmima, pa se nakon stvaranja ozonskog sloja ivot mogao proiriti na okeane i kopno, ime se naglo poveao fotosintetski izvor kisika, a time i udio kisika u zraku. Sadanji udio kisika od dvadesetak posto postignut je (vjerovatno i premaen) u paleozoiku, a najkasnije u devonu.

Razvoj Zemljine atmosfere usko je povezan s razvojem ivota na njoj i obrnuto. Danas gotovo svi gasovi od kojih se sastoji atmosfera sudjeluju u krunim procesima, tj. imaju svoje izvore, odreeno prosjeno vrijeme zadravanja u atmosferi i svoje odvode. Nagomilavaju se samo inertni gasovi, kao npr. plemeniti gasovi.

3.1.1 Sastav atmosfere

Kada se govori o vertikalnoj strukturi Zemljine atmosfere, treba znati da ne postoji otra granica izmeu atmosfere i meuplanetarnog prostora, tj. atmosfera se ne zavrava naglo, ve postaje sve rjea s visinom.

Tabela 3.1 Sastav atmosfere

Ukupna masa Zemljine atmosfere bez vodene pare

iznosi priblino 5,157x1018 kg, to je otprilike jedan milioniti dio Zemljine mase.

ak se 99% mase atmosfere nalazi u sloju do priblino 30 (35) km od tla, 75% unutar 11 km i 50% unutar 5 km od povrine tla.


27


3.1.2 Oneienje i zatita zraka

Zrak je naa svakodnevna potreba. Koliko je neophodan najbolje govori podatak da ovjek moe ivjeti bez hrane oko 40 dana, bez vode 5 dana, a bez zraka samo do 5 minuta. U toku 24 sata ovjeku je potrebno oko 1 kg hrane, 2,5 kg vode i 12 kg zraka. Dok kvalitet hrane ovjek moe da bira, dotle je prinuen da uzima zrak u kome trenutno ivi. Cjelokupno ovjekovo bie, svi njegovi vitalni organi, posredno ili neposredno, ovisno o kvalitetu utroenog zraka.

Ogromne koliine zraka koje okruuju ovjeka (oko 2,5 miliona t/osobi), u usporedbi sa 12 - 13 kg zraka to ga ovjek dnevno udie, daju osjeaj da zraka ima u neogranienim koliinama za ivotne i tehnoloke potrebe i da e ga uvijek biti dovoljno i odgovarajueg kvaliteta. Meutim, postajemo svjesni da se mora mijenjati odnos prema kvalitetu zraka, odnosno prema onome to udiemo, jer takvo ponaanje poinje ugroavati nae zdravstveno stanje. To naroito dolazi do izraaja u gusto naseljenim urbanim sredinama.

ovjek je svojim djelovanjem poeo ozbiljno ugroavati atmosferu. U okoli otputamo znatne koliine razliitih gasova koji bitno mijenjaju hemijske procese u atmosferi. Kapacitet okolia predstavlja sposobnost okolia da primi odreenu koliinu nekog polutanta u odreenom razdoblju bez tete za ekosistem. Kapacitet okolia za unos oneienja zraka moe se vrlo teko jednoznano odrediti, pogotovo stoga to se mogui tetni uinci manifestuju esto sa velikim vremenskim pomakom.

Oneieni zrak je onaj u kojem se nalaze materija koje su strane njegovom prirodnom sistemu. Danas, u stanju

lokalnog i globalnog oneienja, teko se moe nai zrak koji nije drukijeg hemijskog sastava od prirodnog. Stoga se sve vie koristi drugom definicijom za oneieni zrak. Zrak se smatra oneienim ako sadrava materija u koncentracijama koje izazivaju tetne posljedice po zdravlje ljudi, ivotinja i biljaka i nanose tetu okoliu i privredi.

Slika 3.2 Podjela atmosfere s

visinom, temperaturom, pritiskom i masom zraka

Promjene hemizma atmosfere mogu imati posljedice na mikroklimatske promjene nekog

podruja, ali mogu uzrokovati i opu promjenu globalne klime na Zemlji.

3.1.3 Uzroci i posljedice oneienja atmosfere

Oneiiva/zagaiva zraka (aeropolutant) je bilo koji plin ili estica koji u dovoljno visokoj koncentraciji moe biti opasan za iva bia ili imovinu, a moe potei iz prirodnih ili antropogenih izvora, ili iz oba izvora.


28


Oneiivai zraka svrstavaju se u dvije grupe. Prvu grupu ine primarni oneiivai koji nastaju iz poznatih izvora oneienja i otputaju se izravno u atmosferu. Drugu grupu ine sekundarni oneiivai koji nastaju u atmosferi interakcijama primarnih oneiivaa ili njihove interakcije s normalnim sastojcima atmosfere.

3.1.3.1 Primarni oneiivai zraka

Primarni oneiavai se mogu svrstati u pet grupa:

1. Ugljenmonoksid (CO) vrlo je otrovan plin bez mirisa i boje. Glavni je proizvod nedovrenog izgaranja fosilnih goriva. Gori plavkastim plamenom i tada prelazi u ugljendioksid (CO2).

Udisanjem se vee za hemoglobin u krvi i izaziva trovanje. U atmosferi brzo oksidira u CO2. 2. Ugljovodici (HC) ili nepostojani organski spojevi (VOC) su organski spojevi koji sadre ugljik i vodik. Nastaju prirodnim raspadanjem organskih materija, izgaranjem fosilnih goriva i

isparavanjem benzina. Najei ugljovodik u atmosferi je plin metan (CH4) koji moe biti kancerogen. Taj je plin glavni sastojak zemnog plina i eksplozivan je u smjesi sa zrakom.

3. Azotni/duikov oksid (NO) bezbojan je plin koji u dodiru sa zrakom prelazi u azotni dioksid (NO2), koji je karakteristinog mirisa, tei je od zraka i otrovan je. Preteno je produkt izgaranja goriva u automobilima i spaljivanja uglja u termoelektranama. Azotni oksidi takoe pridonose stvaranju "kiselih kia" jer se vezuju s vodom i stvaraju azotnu kiselinu. 4. Sumpordioksid (SO2) se emituje izgaranjem fosilnih goriva (67 %) u rafinerijama, tvornicama

i individualnim loitima. Djeluje tetno na organe za disanje. Polagano se oksidira u sumportrioksid (SO3), koji s kapljicama vode daje sumpornu kiselinu (H2SO4).

5. Odreene materija, u koje se ubrajaju krute estice ili kapljice, dovoljno su sitne da bi ostale u zraku. U te materija se ubrajaju a, dim, praina, estice metala (nikl, hrom, vanadij, bakar, kadmij i naroito olovo), azbestna vlakna, pesticidi itd. Uinci estica u zraku su razliiti. One mogu uticati na bolesti dinih puteva i smanjivati vidljivost. to se tie olova, najrasprostranjeniji nain emitovanja je iz automobila na benzinski pogon jer se benzinu, radi njegovog poboljanja, dodaje tetraetilolovo. Olovo je metal koji se najee javlja u obliku estica. Ima veoma toksino dejstvo i uzronik je akutnih i hroninih trovanja i profesionalnih oboljenja. U duem vremenskom periodu, naroito kod poveanih koncentracija, ovjekov organizam postaje neotporan, jer se olovo u njemu zadrava, taloi u kotanom sistemu, utie na nervni sistem i izaziva druge tetne posljedice.

3.1.3.2 Sekundarni oneiivai formiraju se tokom hemijskih reakcija izmeu primarnih oneiivaa zraka i drugih atmosferskih materija, kao to je vodena para. Reakcije se pojavljuju zbog suneve svjetlosti, tj. pojavljuje se tzv. fotohemijski smog. On je znaajan za urbana sredita i ovisno o hemijskim reakcijama moe biti opasan za ivi i neivi svijet.

Zajednika je osobina primarnih i sekundarnih odnosno svih oneiivaa da su vrlo tetni za ovjeka i okolinu, pogotovo ako prekorauju graninu vrijednost iznad koje su uoeni efekti tetni po zdravlje. Prema tome, treba teiti preporuenoj vrijednosti oneienja ispod koje nije ustanovljeno tetno djelovanje ni za najosjetljivije jedinke.

Procijenjeno je da godinje u svijetu oko 3 miliona ljudi umire od posljedica zagaenja zraka, to predstavlja oko 5 % ukupne smrtnosti. Od 3 do 4% sluajeva astme i 20-30 % ostalih respiratornih bolesti je povezano sa zagaenjem.


29


Oneienje zraka moe biti lokalno i globalno. Lokalno oneienje vezano je za gradove i krupnija industrijska podruja. Kako zrane struje prenose materija i na velike udaljenosti od mjesta emisije, to se oneienje atmosfere javlja najee i kao globalna pojava. Problem oneienja zraka poinje od izvora emisije (npr. mjesto izgaranja, industrija i sl.) u atmosferu, gdje se esto mijenja hemizam tih spojeva u meusobnim reakcijama s prirodnim komponentama atmosfere.

to e se dogaati s oneiivaima u atmosferi, ovisi o vie faktora. Oneiivai prenoeni vjetrom i turbulencijom mogu pretrpjeti razliite hemijske transformacije prije nego to se spuste na Zemlju. Stoga je potrebno poznavati zrana strujanja. Analizirajui disperziju oneiivaa u zrak koji se isputa npr. kroz dimnjak neke tvornice ili elektrane, zapazilo bi se da je dim u obliku "lijevka". Lijevak je sve iri kako se dim udaljava od dimnjaka, a koncentracija oneienja sve slabija. Kako su isputeni oneiivai topliji nego zrak koji ih okruuje, oni se diu visoko u atmosferu i turbulencija zraka ini da se koncentracije razreuju. Oneiivai se kreu s vjetrom i esto dolazi do hemijskih reakcija izmeu oneiivaa i drugih atmosferskih materija.

Veina oneiivaa ostaje u atmosferi samo nekoliko dana ili sedmica. Stoga ako se emisija potpuno smanji, nia atmosfera e brzo izgubiti gotovo sve oneiivae. Neki oneiivai (vulkanski pepeo i aerosoli koji sadre sumpor) koji se emitujuju visoko u stratosferu mogu tamo ostati mjesecima prije nego se vrate na povrinu Zemlje. Ti visoko- atmosferski dugotrajni oneiivai mogu promijeniti klimu. Sintetiki spojevi hlorofluorougljika (CFC) mogu ostati u atmosferi mnogo godina.

Primarno i sekundarno nastali oneiivai djeluju na ljude, ivotinje, biljke i na materija. Glavni izvori oneienja zraka mogu biti uzrokovani vulkanima, poarima i djelatnou ljudi.

Znaajnu ulogu u oneienju zraka imaju vulkani, koji erupcijama izbacuju u atmosferu znaajne koliine razliitih gasova i estica vulkanske praine. Smatra se da na Zemlji ima izmeu 660 i 750 aktivnih vulkana. Uz njih postoji i vie od 1.000 privremeno ili trajno "ugaenih" vulkana. estice i gasovi brojnih erupcija tokom evolucije Zemlje, pa i danas, mogu poremetiti hemijski sastav atmosfere u okolici vulkana, ali i na veim udaljenostima, noeni zranim strujama i vjetrovima. Najei gasovi koje oslobaaju vulkani u atmosferu jesu: CO2, CO, SO2, H2S, Cl, H, CH4, NH3 i vodene pare. Stepen oneienja atmosfere ovisi o hemijskom sastavu i koliini emitovanih gasova.

Poari takoe oneiuju atmosferu. Tu se podrazumijevaju poari velikih povrina uma, poljoprivrednih povrina, a u novije vrijeme poari u hemijskim industrijama i izvorima nafte te u transportu nafte tankerima.

Glavni ekoloki problemi povezani s antropogenim uticajem danas su: - globalno zagrijavanje Zemljine atmosfere ("efekat staklenika"), - nestajanje ozonskog omotaa i pojaanje ultraljubiastih zraenja, - gubitak sposobnosti samopreiavanja.

3.1.4 Podjela tetnih materija po vrsti i nainu koncentrisanja

Prema vrsti i nainu koncentrisanja tetnih supstanci razlikujemo suhu i mokru depoziciju:

- Suha depozicija je ona kod koje se vrste supstance, kao npr. a, praina sa tekim metalima ili aerosoli, taloe (koncentriu) na listove i zemlju. U suhu depoziciju spada takoe direktno


30


preuzimanje tetnih gasova od strane biljaka. U ove tetne gasove spadaju: S02, N0x, sve toksine organske hemikalije, kao i gasovi koji se stvaraju u atmosferi pod dejstvom sunevih zraka: ozon i peroksiacetilnitrat.

- Mokra depozicija obuhvata tetne supstance rastvorene u kii, magli, snijegu; najee oksidacione produkte S02 i N0x kao sto su: sumporna kiselina, sulfati i nitrati. U mokru

depoziciju spadaju i zagaenja koja kinica ispere sa listova i drvea i odvede u zemlju. Principijelno se moe rei da do izumiranja uma dolazi zbog djelovanja dva razliita lanca zagaivanja - zraka i zemlje.

3.1.5 Transport tetnih supstanci u atmosferi

Atmosferu moemo zamisliti kao veliki kotao u kome se nalaze razliite supstance koje se kreu, meusobno reaguju, raspadaju stvarajui nove spojeve; jednom rijei, kao najvei eko-sistem. Ovaj eko-sistem, sa stanovita zatite okolia, moemo definisati na slijedei nain: zagaivai isputaju tetne supstance u atmosferu - emisija; tetne supstance se ire kroz atmosferu - transmisija i mogu negativno djelovati na ovjeka, ivotinje ili biljke - imisija. Znai, emisija je isputanje vrstih, tenih ili gasnih zagaenja, razliitog porijekla i vrste, u zrak. Imisija je tetno djelovanje tih zagaenja koja se nalaze stalno ili privremeno u blizini zemlje. Transmisija obuhvata sve procese u kojima se u toku vremena mijenja prostorni

raspored zagaenja u otvorenoj atmosferi pod uticajem prirodnog kretanja ;li zbog fizikalnih i kemijskih efekata. Moderna nauka vri, na osnovu matematsko - fizikalnih - metereolokih modela, procjenu odnosa emisije - transmisije i imisije. Pojednostavljeno reeno: tetne supstance izlaze iz svog izvora, transportuju se zranim strujanjima kroz atmosferu i na putu do mjesta imisije razreuju, ispiraju ili se putem hemijskih reakcija mijenjaju. Znai, ovi modeli obuhvataju veliki broj razliitih parametara i simulacija. Na osnovu njih moemo proraunati djelovanja emitora tetnih supstanci na bliu i dalju okoli. Rezultati su vrlo interesantni i ponovo potvruju tezu da je zagaenje okolia globalni problem i da se mora globalno rjeavati.

Iz ovih slika vidimo npr. da je udio zagaenja zraka od strane domainstava u neposrednoj blizini vei od udjela od strane termoelektrane (zahvaljujui visokom dimnjaku). Termoelektrane uestvuju u emisiji tetnih supstanci sa 40, a u imisiji sa 14, dok domainstva uestvuju u emisiji sa 9, ali u imisiji sa 23. Ove relacije se odnose na uu oblast gdje se vre mjerenja. Meutim, isto tako vidimo da u iroj oblasti termoelektrane i industrija predstavljaju 100 imisiju. Ovi podaci predstavljaju najbolju potvrdu teze o globalnom zagaenju Ijudske okolia. Kako je ve reeno, atmosfera nije inertni transportni medij zagaenja. Prije svega, radi se o velikom broju razliitih oksidacionih reakcija Meutim, u atmosferi se dogaaju i druge reakcije: redukcije, disocijacije, asocijacije i sl. Radi lake metodike dijelimo ih na homogene i heterogene reakcije. Kod heterogenih reakcija pored gasova uestvuju i kapljice vode i vanjske povrine estica praine, to znai da se one odvijaju najee u neposrednoj blizini izvora zagaenja. Od homogenih reakcija najvanije su ve opisane reakcije azotnih oksida.


31


Slika 3.3 Uticaj emitora u naseljenim mjestima na imisije u naseljenim mjestima i u irem podruju (Izvor - Allhorn; Birnbaum; Huber: Kohlevervvendung und Umwe!tschutz, Springer Verlag Berlin 1993)

Za definisanje karaktera emisija i imisija uvedeni su pojmovi: maksimalna emisiona

koncentracija (MEK) i maksimalna imisiona koncentracija (MIK). Kod MEK - vrijednosti u

obzir se uzimaju tehnicke mogunosti preiavanja otpadnog gasa i toksinost pnsutnih supstanci. MIK - vrijednosti pokazuju koncentraciju tetnih supstanci u zraku, koja prema najnovijim tehnikim saznanjima nije opasna za ovjeka, biljke ili ivotinje Drugim rijeima, MIK - vrijednost predstavlja fizioloko djelovanje supstanci i ne razmatra da li se ta vrijednost uope moe ostvariti na dananjem nivou tehnike. Razlikujemo trajno i kratkotrajno MIK - zagaenje. MIK - vrijednosti su promjenljivi parametri jer se stalno prilagoavaju tehnikom napretku i predstavljaju orijentacione vrijednosti i na odreen nain pokazatelj do koje koncentracije neka tetna supstanca ne predstavlja direktnu opasnost za ivi svijet. Osim toga postoje MAK vrijednosti, koje predstavljaju granine vrijednosti za tetne supstance na radnom mjestu.

tetne supstance MIK sata MIK 24 sata MIK 1 godina MAK

SO2 1,00 0,30 - 5,0

CO 50,00 10,0 10,00 33,0

NO2 0,20 0,10 - 9,0

NO 1,00 0,50 - -

O3 0,15 0,05 0,05 0,2

praina 0,45 0,30 0,15 -

Tabela 3.2 Imisione granine vrijednosti u mg/m3


32


3.1.6 Efekat staklenika globalno zagrijavanje

Pojava zadravanja Suneve energije na Zemlji se naziva efekat staklenika i ima veoma vanu ulogu u zagrijavanju njene povrine. To je normalna pojava koja je omoguila idealne uslove za razvoj ivota. Bez nje bi prosjena temperatura zraka iznosila -18C umjesto dananjih 15C.

Slika 3.4 Efekat staklenika

Meutim, izgaranjem fosilnih goriva, koje ovjek koristi kao glavni izvor energije, koncentracija

staklenikih gasova (CO2, CH4, NOx i dr.) se u zadnjih 200 godina mijenja vrlo brzo, to rezultira povienjem temperature, a samim tim i promjenom klime.

Postupno globalno zagrijavanje opaeno je u 20. vijeku (za 0,6 0,9 C), a znaajno zagrijavanje oekuje se u 21. vijeku. Predvianja su da e u 21.

vijeku doi do globalnog zagrijavanja za novih 2-5 C. Tako bi nastupilo najtoplije razdoblje u posljednja dva miliona godina.

Tabela 3.5 Procentualno uee pojedinih gasova u efektu staklenika

Globalno zagrijavanje uzrokuje i topljenje gleera, pa se u 20. vijeku nivo mora povisio za 17 centimetara,

a povrina gleera se prosjeno godinje smanjuje za 2,7%.

Narednih godina e doi do poveanja broja oluja, sua i poplava, uz sve tete koje te prirodne katastrofe izazivaju, a doi e i do pojave raznih bolesti.

Globalno zagrijavanje Zemlje ima dramatine posljedice na prirodu i sav ivi svijet na njoj, pa je neophodno da se preduzmu sve mjere protiv daljnjeg pogoravanja ove pojave. Da bi se zaustavile promjene u prirodi, nuno je kontrolisati sve plinove koji izazivaju efekat staklenika, a posebno oslobaanje ugljendioksida, a to je pokuavanjem smanjenja potronje energije kroz poveanje energetske efikasnosti i zamjenom fosilnih goriva obnovljivim energijama.

Slika 3.5 Dramatine posljedica globalnog zatopljavanja


33


3.1.7 Disperzija otrovnih hemijskih materija i nastanak kiselih kia

Od vremena poetka industrijalizacije razvijeno je mnotvo razliitih hemijskih spojeva, a najvie podataka ima o tetnom djelovanju tekih metala i postojanih organskih spojeva.

Emisija tekih metala i postojanih organskih spojeva kontrolie se uz pomo filtera kojima se odstranjuju estice iz otpadnih gasova. Emisija gasovitih toksinih materija iz loita i spalionica regulie se paljivim voenjem procesa izgaranja, na vrlo visokoj temperaturi, a po potrebi dodatno se postavljaju ureaji za apsorpciju ili za naknadnu destrukciju tetnih materija.

Koliko god se trudili, nikada ne moemo u potpunosti sprijeiti emisiju tetnih materija. Stoga danas djeluje znatan broj svjetskih organizacija koje svojim radom tee ka to racionalnijem oneienju.

Emisija otrovnih gasova u atmosferu uzrokuje ne samo oneiivanje zraka koji koriste biljke, ivotinje i ljudi ve se stvaraju uz vodene pare i kisele kie. One nastaju od sumpordioksida i azotnih oksida te hlorovodika. Ti se gasovi otapaju u kii i ostalim oborinama te se pod uticajem suneva svjetla i atmosferskoga kisika pretvaraju u smjesu u kojoj je otopljena sumporna, azotna i hlorovodina kiselina.

3.1.7.1 Negativno dejstvo kiselih kia

a) Ugroavanje vode, zemljita i ume

Ako govorimo o pH-vrijednost iste vode, koja se nalazi u ravnotei sa atmosferskim ugljendioksidom, ona iznosi oko 5,6. pH-vrijednost padavina iznosi oko 4 i zato govorimo o tzv.

kiselim kiama. U posebno zagaenim oblastima prirodni pufer vode i zemlje vie nije dovoljan da amortizuje poveanu kiselost pa dolazi do negativnih promjena u prirodnim ekosistemima. ). Danas ve mnoga jezera imaju pH od samo 4.5 do 4, a prije dvadesetak godina imala su pH izmeu 7 i 8! Padom pH-vrijednosti slabe, a potom i ugibaju brojne vodene ivotinje i biljke. Na zakiseljavanje voda osjetljivi su neki rakovi, puevi, lososi, arani, pastrmke i druge ivotinje. Promjene u povrinskim vodama su najveim dijelom reverzibilne. Meutim, naroito u oteenim umskim dijelovima dolazi do ireverzibilnih promjena u zemljitu i podzemnim vodama. Zemljite najprije gubi svoje bazine katione, potom kod pH-vrijednosti 4,5 dolazi do razaranja silikatnih mineralnih slojeva i mobiliziranja toksinih metalnih kationa. Pufer sistemi u zemljitu ne mogu vie ispuniti svoju funkciju. U prvoj fazi dolazi do prolaznog pojaanog rasta biljki zbog akumulacije azota iz zagaenja. Meutim, vrlo brzo slijedi pojaana akumulacija kiselina i tekih metala. Dalje opadanje pH vrijednosti dovodi do gubitka hranljivih supstanci i oslabljenog uzimanja magnezijuma i kalcijuma.

Posljedica je oteenje korijena biljke, ope slabljenje vitalnosti biljke i na kraju odumiranje. tetno djelovanje azotnih oksida se zasniva na 2 faktora. Prvi faktor je sinergetsko djelovanje u kombinaciji sa S02, a drugi faktor je foto-hemijsko nastajanje ozona u blizini zemlje. Ozon razara

zatitni sloj listova i mijenja elijsku strukturu. Zbog toga dolazi do ispiranja hranljivih supstanci (slino kao djelovanje S02). Isti negativni efekat kao ozon ima i drugi fotooksidans: peroksiacetilnitrat.


34


U razvijenim evropskim zemljama se ovaj lanac pokuava prekinuti vjetakim ubrenjem umskih povrina sa kreom (u prosjeku 3 t/hektaru). Kisele kie mogu imati poguban efekat i na ume. Poveanjem kiselosti tla, a to znai poveanjem koliine H+ jona, iz tla se ispiru vane mineralne materije kao to su magnezij, kalij, kalcij itd. Tako moe doi do drastinog smanjenja pH vrijednosti. Na temelju smanjivanja pH vrijednost kao posljedica hemijskog procesa nastaju joni koji imaju tetno djelovanje na korijenje biljke i na tlo. Isto vrijedi i za jone eljeza koji se oslobaaju pri pH vrijednosti manjoj od 3,8.

Stepen tetnosti ovisi o vrsti tla. Igliasto drvee je jae pogoeno tetama prouzrokovanim kiselim kiama, i to jela vie nego smreka. Kod listopadnog drvea je jae pogoen hrast. Prije svega su oteene ume na mjestima sa estim i obilnim padavinama, i to onim s niskim prosjenim godinjim temperaturama. To se odnosi na ume na viim nadmorskim visinama.

Kod igliastog drvea su ustanovljena slijedea oteenja: - Oteenje iglica ( poutjele iglice, opadanje iglica) - Oteenje pupoljaka i mladih klica - Oteenje kore - Oteenje drveta - Anomalije rasta - Oteenje korijenja - Slabljenje otpornosti na mraz, ifekcije, tetoine, itd.

Razlog zbog kojeg su listovi uti je manjak hranljivih materija

b) Ugroavanje materijalnih dobara

Zagaenja u zraku ne ugroavaju samo ekoloke medije nego i materijalna dobra (graevine, mostove, fasade itd.) Graevine se mogu otetiti djelovanjem lako rastvorljivih soli (npr. reakcija CaCo3 u Ca(HC03)2 ili kristaliziranjem voluminoznih soli (stvaranje sulfatnih Ca/AI-soli u

betonu). Otpadni gasovi kao: S02 , N0x, HCI, ili NH3 izazivaju koroziju metalnih djelova.

Sumporni oksid je naroito opasan jer izaziva koroziju elika. To je jedna vrsta lanane reakcije. Najprije se stvara eljezni sulfat (FeSO4) koji u reakciji s vodom i kisikom iz zraka stvara ru (uglavnom eljezni oksihidrat - FeOOH). Pri tome nastaje ponovo sumporna kiselina tako da se reakcija ponavlja. Metalna komponenta u armiranom betonu takoe korodira, jer otpadni gasovi koji stvaraju kiseline potroe alkalne rezerve u betonu.

3.1.8 Smanjenje ozona u atmosferi

Ozon (O3) je plin bijelo-plave boje sastavljen od tri atoma kisika u molekuli. Prirodno se

stvara u gornjim slojevima atmosfere u stratosferi uz pomo ultraljubiastog zraenja Sunca. Zraenje razbija molekule kisika otputajui slobodne atome od kojih se neki veu s drugim molekulama kisika i stvaraju ozon. Ozon je nestabilna molekula, tako da ga zraenje Sunca ne samo stvara ve i razgrauje stvarajui molekularne kisike i slobodne atome kisika. Zbog toga e koncentracija ozona u stratosferi ovisiti o ravnotei tog prirodnog procesa na koji utie antropogeno isputanje gasova popularno nazvanih freoni hlorofluorugljici (npr. CFCl3, CF2Cl2 i


35


dr.). Hemijske reakcije nastanu pod UV-B zraenjem Sunca i oslobaaju iznimno reaktivne atome hlora ili broma koji reaguju na ozon na nain da mu "oduzimaju" jedan atom kisika i pretvaraju ozon (O3) u kisik (O2), a sami stvaraju hlorni monoksid (ClO) ili bromni monoksid.

Molekule tog hemijskog spoja reaguju na slobodni atom kisika tako da mu "dodaju svoj ukradeni

atom kisika" i stvaraju molekulu kisika sa dva atoma kisika. Pri tome se ponovno oslobaa atom hlora ili broma i zapoinje ponovno hemijski proces "krae" atoma kisika od ozona. Tako mala koliina CFC moe unititi veliku koliinu ozona.

Slika 3.6 Hemijske reakcije ozona i CFC gasova

( rnjar, 2002.)

Problem ozona moe djelimino zbunjivati. Ozon se, naime, pojavljuje na dva

nivoa u atmosferi: u stratosferi i troposferi. Ozon

je plin koji nastaje prirodnim putem, a u

stratosferi se skuplja kao ozonski omota i nalik je tankom pojasu oko Zemlje. Tu je koncentracija

ozona pozitivna jer titi Zemlju od ultraljubiastog (UV-B) zraenja sa Sunca, tako da apsorbuje oko 77 % zraenja. Istovremeno, ozon koji se taloi na niem atmosferskom nivou, u troposferi, moe tetno uticati na zdravlje,

vegetaciju itd., a ukljuen je u opi proces nastajanja kiselih kia. Iako je i stvaranje ozona u troposferi prirodno, ono moe biti pojaano i meusobnim djelovanjem azotnih oksida (NO, NO2), kisika (O2) i isparljivih organskih spojeva. Velika, dakle, koliina ozona u troposferi nije dobra, za razliku od velikih koncentracija ozona u stratosferi.

Smanjenje ozonske ovojnice nije poeljno jer se time poveava UV-B zraenje koje moe izazvati mnogobrojne hemijske i bioloke procese koji su tetni za ljudski organizam. Povieno UV-B zraenje moe kod ovjeka uzrokovati razne bolesti kao to su rak koe, mrenu oiju, opekotine, ubrzano starenje koe i smanjenje otpornosti imunolokog sistema ovisno o osjetljivosti organizma na ultraljubiasto zraenje. Zabiljeeno je da se najvee stanjenje ozonskog omotaa pojavljuje na Antartiku. Materija koje utiu na oteenje ozonskog omotaa su:

- hlorofluorougljovodici (CFC),

- ugljotetrahlorid,

- metilhloroform,

- haloni,

- hidrofluorougljovodici (HCFC),

- hidrobromofluorougljovodici (HBFC) i

- metilbromid.

U tu grupu ubrajamo materija koje slue kao otapala, rashladna sredstva za proizvodnju pjenastih masa, odmaivae i potisne plinove sprejeva, protivpoarna sredstva i poljoprivredne pesticide.

Pored toga, i druge materija i pojave oteuju ozonski omota kao: - emisija azotnih oksida, sumporoksida i dima iz avionskog prometa,


36


- sniavanje temperature u stratosferi (zbog staklenikog uinka), - poveana koncentracija staklenikih gasova, -velike vulkanske erupcije sa emisijom sumpornih aerosola (suspenzije vrstih estica, npr. olova ili benzina ili kapljica tekuine razliitih hemikalija, peluda, bakterija itd.). Mjerenja provedena od 1977. godine do dan

Documents

Udzbenik-Zastita okolisa