Környezetvédelem. 1. A környezetvédelem alapjai, tárgya. Környezeti rendszerek. Biogeokémiai folyamatok. Ökológiai lábnyom.

Átírás

1 Környezetvédelem 1. A környezetvédelem alapjai, tárgya. Környezeti rendszerek. Biogeokémiai folyamatok. Ökológiai lábnyom. 2016/2017. tanév I. félév Dr. Buruzs Adrienn egyetemi adjunktus buruzs@sze.hu SZE AHJK Környezetmérnöki Tanszék 1

2 Tantárgyprogram 1. hét A környezetvédelem alapjai, tárgya. Környezeti rendszerek. Biogeokémiai körfolyamatok 2. hét Globális problémák. Népesedési problémák. Földünk vészjelei 3. hét Ökológiai alapok 4. hét Levegővédelem 5. hét Az előadás elmarad 6. hét Vízvédelem. Talajvédelem 7. hét Hulladékgazdálkodás 8. hét Közlekedés és környezet 9. hét Az előadás elmarad 10. hét Energetika és környezet 11. hét Mezőgazdaság és környezet 12. hét Az előadás elmarad 13. hét Turizmus és környezet 14. hét Zárthelyi 2

3 Követelmény és értékelés Félévi követelmény Félévi munka értékelése Az elméleti részből 1 db zárthelyi megírása a 14. héten. A 14. héten zárthelyi megírására van lehetőség, mely esetében megajánlott jegy szerezhető. A kurzus írásbeli vizsgával zárul. Plusz pont szerezhető egyéni hallgatói előadás tartásáért (idegen nyelvű tudományos közleményben szereplő, a tantárgy témájához kapcsolódó információk bemutatása kiselőadás formájában, az oktatóval előre egyeztetve, 8 pont/előadás). Más, előre meghirdetett előadásokon való részvétel után is szerezhető plusz pont (részletekről az előadások előtt kapnak információt a hallgatók). A ZH és a vizsga értékelése 0-49% elégtelen (1) 50-64% elégséges (2) 65-79% közepes (3) 80-89% jó (4) % jeles (5) 3

4 Követelmény és értékelés Kötelező irodalom: -Bulla M. (szerk.): Környezetvédelem, HEFOP jegyzet.sze.hu -az előadások anyaga Javasolt irodalom: -Rédey Á. (szerk.): Földünk állapota -Kerényi A. (szerk.): Környezettan 4

5 Elérhetőség Szoba: D 512 Telefonszám: 96/ / buruzs@sze.hu Weblap: Konzultációs időpont kedden és előadások után 5

6 Ha a rovarok kipusztulnának, 50 éven belül megszűnne az élet a Földön. Ha az emberiség kihalna, 50 éven belül kivirágozna a Föld. Sir Ken Robinson 6

7 Környezetvédelem - fenntarthatóság Képes-e a Föld eltartani az évente ~76 millióval növekvő népességet? 2050: 9 milliárd ember Erőforrások? Károsanyag-kibocsátás? Éhínség, felmelegedés, szárazság, pusztító viharok, erdőtüzek? 7

8 Környezetvédelem - fenntarthatóság Elmúlt évek USA: tiszta technológiákba történő beruházások 10x Kína: áramtermelő kapacitás 2x Elkövetkező két évtized Világ autóparkja négykerekű számítógép Legsúlyosabb kérdések világ ivóvízellátása, kevésbé környezetterhelő mezőgazdaság, élelmiszer-termelés megteremtése Modern gazdaságok alapja Továbbra is: fosszilis energiaforrások (felmelegedés) 8

9 Környezetvédelem - fenntarthatóság Helyi erőforrások hiányában jó tervezés beduin sátor Kecskeszőr sátor Felfelé és kifelé hajtja a levegőt árnyék és huzat Esőben a szálak megduzzadnak vízhatlanná válik Hordozható, könnyen javítható 9

10 A környezet fogalma Környezet Élővilág a világ azon része, amelyben élünk és tevékenykedünk az emberek, állatok és növények fejlődését és növekedését meghatározó külső feltételek (fizikai tulajdonságok intellektuális, szociális, gazdasági, politikai, kulturális, morális és érzelmi környezet) az összes külső erő, hatás és feltétel, amely befolyásolja a földi életet, a természetet, az élő szervezetek viselkedését, növekedését, fejlődését és érését Ember Környezet 10

11 Atmoszféra A környezet fogalma az égitest felszínét körülvevő gázburok Hidroszféra óceánok, tavak, folyók, tározók, gleccserek, talajvíz, páratartalom Litoszféra a Föld külső, szilárd, merev kőzetburka (ásványok, szerves anyagok, levegő, víz) Bioszféra a globális ökológiai rendszer, az összes élőlénnyel és ezek minden kapcsolatával, beleértve az élettelen környezettel való kapcsolatot is 11

12 A környezet fogalma Fizikai elemek felszínformák, vízkészlet, kőzetek, talaj, stb. meghatározzák az emberi élőhelyek változatos formáit, lehetőségeit és korlátait Biológiai elemek növények, állatok, mikroorganizmusok és az ember bioszféra Kulturális elemek gazdasági, szociális, politikai tényezők 12

13 Ember által alkotott objektumok Szférák Táj Környezeti elemek I. Ökoszisztémák alkotói föld (alapkőzet, ásványvagyon, barlangok, termőföld, talaj, domborzat) víz (felszíni vizek, felszín alatti vizek) levegő (alsó légkör, felső légkör) élővilág (ember, növényvilág, állatvilág, mikroorganizmusok) II. Épített környezet települések Infrastruktúrák Táj természetes táj kultúrtáj 13

14 A környezettel kapcsolatos magatartások fogalma I. A környezet igénybevétele A környezetben változás előidézése, a környezetnek vagy elemének természeti erőforráskénti használata A fogalom értelmezése: mennyiségi oldal/input Környezetterhelés Valamely anyag vagy energia közvetlen vagy közvetett kibocsátása a környezetbe Értelmezés: minőségi oldal/output 14

15 A környezettel kapcsolatos magatartások fogalma II. Környezethasználat A környezetnek vagy valamely elemének igénybevételével, illetőleg terhelésével járó tevékenység Értelmezés: gyűjtőfogalom Környezetszennyezés A környezet valamely elemének a kibocsátási határértéket meghaladó terhelése Fogalomértelmezés: a határérték norma, túllépése jogellenes, szankcionálható 15

16 A környezettel kapcsolatos magatartások fogalma III. Környezetkárosítás az a tevékenység vagy mulasztás, amelynek hatására környezetkárosodás következik be Értelmezése: a környezetkárosodás fogalma alapján Környezetveszélyeztetés a környezetkárosodás bekövetkezésének közvetlen veszélye Értelmezése: elővigyázatosság 16

17 A környezetszennyezés primer folyamatai Emisszió kibocsátás, mennyiség/idő, pl. m 3 /s; g/s stb., pl. a kémény által kibocsátott SO 2 mértéke Transzmisszió a szennyezőanyag terjedése Immisszió szennyezettségi érték, mennyiség/térfogat = koncentráció, pl. g/m 3 ; pl. a légkör SO 2 koncentrációja 17

18 Környezettudomány Védelem és a megőrzése fontossága a szennyező anyagok válogatás nélküli környezetbe bocsátásának veszélyei Számos környezetvédelmi probléma mérete és komplexitása napról napra nő fenyegetve a emberiség létét a Földön erőforrások kímélését, a termékek újrahasználatát és feldolgozását össze kell hangolni az ökológiai ciklusokkal 18

19 Környezettudományhoz kapcsolódó tudományok Multidiszciplináris tudomány Ökológia Földtudományok Kémia, biológia, orvostudományok Fizika, műszaki tudományok Matematika, számítástechnika Agrártudományok Közgazdaságtan, jogtudomány Politikatudomány, szociológia, demográfia Pedagógia 19

20 A környezettudomány főbb kérdései A társadalom olyan mértékű változásokat idézett elő már eddig is a Föld bolygón, hogy indokolt megvizsgálni, mik ezeknek a változásoknak a gyökerei Milyen emberi tevékenységek vezetnek az élő természeti környezet pusztulásához és az élettelen környezet degradálódásához? Mi az, amit a társadalomnak másképp kell csinálnia, mint eddig? A természet és a társadalom működése 20

21 Környezeti rendszerek Rendszer: alkotóelemek csoportja, és közöttük lévő kapcsolatok, amelyek működő egységet alkotnak Gaia-elmélet: a Föld bolygó összes élő és élettelen része egy szorosan összefüggő rendszert alkot, amely rendszer homeosztatikus működésű képes fenntartani létezésének feltételeit. 21

22 Környezeti rendszerek A Föld rendszerek az élő és élettelen alkotórészek közötti kölcsönhatásokból állnak Ezek a kölcsönhatások tartalmazzák a BEMENETet, a bemenetek FELDOLGOZÁSát, és a bemenetek által létrehozott KIMENETet. 22

23 Környezeti rendszerek A Földön megfigyelhető tárgyak, természeti objektumok hatnak egymásra vízrendszer elemei (anyagszállítás) Rendszerek egységek, elemek sokasága kölcsönhatás, kapcsolat nem statikusak anyag- és energiaáramlás külső hajtóerő és belső energia 23

24 Zárt rendszerek Energiát vesz fel és ad le, de anyagot nem cserél a környezetével ritkán fordul elő a Földön Föld Természetes zárt rendszer nem létezik a Földön, de a Föld kvázi zárt rendszer (napenergia és visszasugárzás jelentős; anyagbevitel és leadás elhanyagolható) Bemenet: meteoritok Kimenet: a légkörből megszökő anyagi részecskék, mesterséges (vissza nem térő) égitestek 24

25 Anyagok és energiák cseréje Élőlények Nyílt rendszerek anyag- és energiacseréjük során módosítják környezetüket, miközben saját szervezetük megőrzi funkcióit Környezeti rendszerek minden egyes alkotóelemet körülvesz egy tágabb környezet 25

26 Nyílt rendszerek Energia: a rendszerek működéséhez mindig szükséges rendszeren kívülről: az egyed feletti szerveződés eredményeként létrejövő élő rendszerek (napenergia) rendszeren belülről (pl. a Föld belső hője meghatározza a lemeztektonikai folyamatokat) Az anyag- és energiaáramlás változásokat okoz a rendszerben megmarad minden lényeges tulajdonsága Információk áramlása (genetikai információ) 26

27 Dinamikus egyensúlyi állapot Önszabályozó képesség (alapja: visszacsatolás = a rendszer kimenetének egy részét hozzáadjuk a bemenethez) Pozitív visszacsatolás: hatására a rendszer instabillá válik Környezeti szempont: rendkívül veszélyes a pozitív visszacsatolások túlsúlya a rendszer minőségi változása; adott formájának pusztulása Negatív visszacsatolás: hatást fejt ki a rendszerre Korrigálja annak működését: fékezi vagy meggátolja a kiinduló állapotot módosító hatásokat stabilizáló visszacsatolás 27

28 28

29 A negatív és a pozitív visszacsatolás elvi vázlata 29

30 Biogeokémiai ciklusok Anyag- és energiaáramlás és raktározódás a rendszerekben biogeokémiai ciklus Az energia az egyik egységből a másikba áramlik, pl. a táplálékláncban. Amikor az egyik élőlény megeszi másik élőlényt, a közöttük áramló energia kémiai energia formájában raktározódik (pl. hús) Az energia a szerves vegyületek által szénkötések formájában is átáramlik az ökoszisztémán. A légzés energiát szabadít fel, amelyet vagy felhasznál a szervezet, vagy hő formájában elvész 30

31 Biogeokémiai ciklusok 31

32 Energiaáramlás Napenergia: az ökoszisztémák energiájának forrása 32

33 Karbon-ciklus 33

34 Nitrogén-ciklus 34

35 Tervezzen olyan termelési rendszert, amely évente több millió tonna mérgező anyagot juttat a levegőbe, a vízbe és a talajba; olyan veszélyes anyagokat állít elő, amely kiváltja a jövő generációk állandó éberségét; gigantikus mennyiségű hulladékot termel; az értékes anyagokat a bolygó egészén olyan gödrökben helyezi el, ahonnan soha többé nem lehet azokat visszanyerni; bonyolult szabályok ezreit igényli nem azért, hogy az embereket és a természet rendszereit biztonságban tartsa, hanem azért, hogy elnyújtsa az emberiség kínhalálát; a termelékenységet azzal méri, hogy milyen kevés embert foglalkoztat; a természeti erőforrások kiaknázásával és kimerítésével teremt jólétet; elpusztítja a fajok és a kulturális szokások sokféleségét. 35

36 Tervezzen olyan termelési rendszert, amely 36

37 Ökológiai lábnyom Mennyink van, és mire van szükségünk? Minden egyes ember és társadalom elfoglal bizonyos teret bolygónk felszínéből Megtermeli az élete fenntartásához szükséges javakat Feldolgoztatja a természettel a hulladékokat ennek a térnek a nagysága: ökológiai lábnyom Wiiliam Rees kanadai ökológusprofesszor és Mathias Wackernagel (1995) Föld biokapacitása: 11,9 milliárd globális ha 7 milliárd ember (1,7 gha/fő) Egy kanadai átlagember ennél négyszer több földterületet használ, míg egy átlag indiai ökológiai lábnyoma nem éri el az 1 hektárt 37

38 Ökológiai lábnyom Sokféle kategória; különböző számítások a források előállításához szükséges földterület nagysága összehasonlítás Kiszámítható egyes emberekre, csoportokra, régiókra, országokra vagy vállalkozásokra is

39 Ökológiai lábnyom

40 40

41 Ökológiai lábnyom országonként 41

42 42

43 43

44 Ökológiai hiány (deficit) 1. Fogyasztás (hova és mennyit utazunk, milyen tágas otthonban élünk és milyen fajta ételt fogyasztunk) 2. Technológia (milyen tisztán és hatékonyan termeljük a javakat és nyújtjuk a szolgáltatásokat ) 3. Népesség 4. Minél több ember lesz, annál kevesebb lesz a rendelkezésre álló kapacitás személyenként környezeti adósságot halmoznak fel a jövővel szemben 44

45 Ökológiai deficit Ha egy ország túllépi ökológiai lehetőségeit a fogyasztás szintje, vagyis a "kiadások" növekszenek adósság után fizetendő kamat a zsugorodó erdők, a biodiverzitás és a halhozamok csökkenése, az élelmiszerhiány, a kimerített földterületeken tapasztalható termelékenység csökkenése, a légkörben és óceánokban a felhalmozódott szén-dioxid megterheli a környezetet, tönkreteszi a gazdaságot is globális felmelegedés 45

46 It takes 1.5 years for the Earth to regenerate the renewable resources that people use, and absorb the CO 2 waste they produce, in that same year 46

47 Ökológiai túllövés 47

48 48

49 Overshooting Ökológiai túllövés A természeti erőforrások megújuló képességének és az emberiség erőforrásigényének ( ökológiai lábnyomának) egymáshoz való viszonya Nemzetközi Túlfogyasztás Napja (Ökológiai Túllövés Napja) minden évben az nap, amikor a két érték találkozik, amikortól már a bolygó megújító képességen felül fogyasztunk ha a Föld egy gyümölcsös lenne, akkor eddig a napig a termést ettük, ezután viszont már a fákat vágjuk ki és esszük meg a rendszer fenntarthatatlansága abból fakad, hogy a következő évben így már kevesebb gyümölcsünk lesz 49

50 Overshooting Ökológiai túllövés az emberiség túlfogyasztja a Föld természeti erőforrásait felhasználjuk az erőforrásokat, amelyeket a bolygó fenntartható módon képes előállítani adott évben, és így átlépünk a túllövés állapotába már nem csak a természeti tőke hozamait használjuk, hanem azon túl már a tőkéből is költekezünk az emberiség tehát több erőforrást fogyaszt, mint amit a Föld biztosítani képes ez az állapot hosszútávon nem lehet fenntartható szeptember augusztus szeptember augusztus augusztus augusztus augusztus

51 Az emberiség ökológiai lábnyoma (1961) Minél sötétebb zöld egy ország, annál kisebb az ökológiai lábnyoma. A legsötétebb zöld országok: 1,5 x-ese volt (Kanada, Ausztrália, Finnország) volt annak, amit ezek az országok felhasználtak USA: kevesebb, mint 50 százalékkal lépte túl a határt 51 Nem zöld: túllépték biológiai eltartó-képességüket

52 Az emberiség ökológiai lábnyoma (2005) 52 Ökológiai fenntarthatóságát túllépi: USA (50-100%-kal); Mexikó, Kína, vagy India ( %-kal); Egyiptom, Spanyolország, Nagy-Britannia vagy Japán. (>150%) Ausztrália és Kanada: még mindig fenntartható (alacsony népességszám)

53 Köszönöm a figyelmet! 53