Környezetvédelem NGB_KM002_1

Átírás

1 Környezetvédelem NGB_KM002_1 Környezetvédelem fogalma, elemei. Környezeti rendszerek. Bioszféra II. 2018/2019. tanév I. félév Győrfi András phd hallgató SZE AHJK - Környezetmérnöki Tanszék

2 Előadás tartalma A Föld fejlődése Környezeti elemek Környezetvédelem Környezetszennyezés folyamata Környezeti rendszerek Bioszféra II.

3 Ha a rovarok kipusztulnának, 50 éven belül megszűnne az élet a Földön. Ha az emberiség kihalna, 50 éven belül kivirágozna a Föld. SirKen Robinson

4 A Föld fejlődése 1. Az élettelen bolygó formálódásának szakasza 2. Az élet megjelenésétől az emberi társadalom kialakulásáig terjedő időszak 3. A társadalomba szerveződő ember környezet-átalakító tevékenységeivel jellemezhető időszak

5 A Föld fejlődése 1.Az élettelen bolygó formálódásának szakasza Univerzum milliárd éve kezdődött ősrobbanás A Föld ~ 4,5-5milliárd éves Víz, O2, ózonpajzs megjelenése

6 A Föld fejlődése

7 A Föld fejlődése 2. Az élet megjelenésétől az emberi társadalom kialakulásáig terjedő időszak ~ 3,5 3,8 milliárd éve jelent meg a Földön az élet Kémiai, biológiai, emberi és társadalmi evolúció Gondolkodás, tűz, beszéd, gyűjtögetés, vadászat fajok kipusztulása Mezőgazdasági forradalom (Öntözés, eke)

8 A Föld fejlődése 3. A társadalomba szerveződő ember környezet-átalakító tevékenységeivel jellemezhető időszak Fémek megmunkálása Városok növekedése Vízenergia, szélenergia, kőszénfejtés Ipari forradalom Beton Erdők kitermelése Nukleáris energia, olaj, földgáz Közlekedés Vegyipar Elektromágneses hulladék Informatikai forradalom

9 A környezet fogalma Környezet A világ azon része, amelyben élünk és tevékenykedünk A Föld élővilágának élettere: bioszféra földkéreg (litoszféra; a Föld külső, szilárd, merev kőzetburka) vízburok (hidroszféra; páratartalom, tengerek, folyók, patakok) levegő (atmoszféra; az égitest felszínét körülvevő gázburok) élőlények által benépesített területei

10 A környezet fogalma

11 A környezet fogalma Környezet elemei A Föld élőlények által használt szférái (a bioszféra alkotói) az élőlények (benne az ember) valamint az ember által alkotott objektumok

12 Környezeti elemek I. Ökoszisztémák alkotói (szférák) föld(alapkőzet, ásványvagyon, barlangok, termőföld, talaj, domborzat) Víz (felszínivizek, felszínalattivizek) Levegő (alsólégkör, felsőlégkör) Élővilág (ember, növényvilág, állatvilág, mikroorganizmusok) II. Építettkörnyezet (Ember által alkotott objektumok) települések infrastruktúrák I+II=III. Táj természetes táj kultúrtáj

13 Környezeti elemek

14 Környezetvédelem fogalma Céltudatos, szervezett, intézményesített emberi-társadalmi tevékenység Célja az ember ipari, mezőgazdasági, bányászati, közlekedési, stb. tevékenységéből fakadó káros következmények kiküszöbölése és megelőzése az élővilág és az ember károsodás nélküli fennmaradása érdekében

15 Környezetvédelem feladata A károkat megelőző védelem Az okozott károk megszűntetése A környezet fejlesztése, a környezetminőség javítása A természeti erőforrásokkal való ésszerű gazdálkodás

16 A környezetvédelem részei

17 Környezettudomány 20. század: a tudományok rendkívüli mértékben differenciálódtak; túlzott specializáció 1960-as évek: környezeti problémák sokasodása szintézisre törekvés alapvető megközelítési mód a komplexitás A környezettudomány olyan szintetizáló tudomány, amelynek alapvető feladata a heterogén környezeti rendszerek működésének és működési zavarainak feltárása, megismerése az élővilág számára tartósan kedvező életfeltételeket biztosítsunk

18 Környezetvédelemhez kapcsolódó tudományok Ökológia Földtudományok Kémia, biológia, orvostudományok Fizika, műszaki tudományok Matematika, számítástechnika Agrártudományok Közgazdaságtan, jogtudomány Politikatudomány, szociológia, demográfia Pedagógia Komplex szemlélet-mód!

19 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 A környezetszennyezés primer folyamatai Környezetszennyezés A környezetet ill.az embert közvetve vagy közvetlenül veszélyeztető vagy károsító jelenség, folyamat, negatív környezeti hatás, amely valamely környezeti elem fizikai, kémiai vagy biológiai szennyeződését, károsítását eredményezi. Emisszió kibocsátás, ennyiség/idő,pl.m3/s;g/sstb.,pl.akémény által kibocsátott SO2 Transzmisszió terjedés Immisszió szennyezettségiérték, terhelés, mennyiség/térfogat=koncentráció, pl.g/m3; pl.alégkör SO2 koncentrációja

21 A környezetszennyezés primer folyamatai

22 Környezetszennyezés

23 Környezetszennyező anyagok és forrásaik Környezetszennyező források időbeli eloszlás időszakos vagy folyamatos egyenletes vagy időben változó eredet ipari települési mezőgazdasági közlekedési kémiai összetétel mérgező Környezetszennyező anyagok eredet szerint fűtőanyagok elégetésének termékei ipari háztartási, intézményi mezőgazdasági katonai tevékenységek termékei nem mérgező szerves szervetlen Lokalizálhatóság szerint pontszerű diffúz kibocsátás

24 Környezeti ártalmak kémiai ártalmak mechanikai hulladékok zaj-és rezgéshatások sugárhatások természetes és művi környezet károsodásai az idegrendszerre ható káros hatások Lokális, regionális, globális szinten hatnak Védekezés is ezeken a szinteken!

25 Környezeti ártalmak elhárítása Műszaki megoldások A káros emissziók csökkentése ill. megakadályozása a forrás területén A káros emissziók továbbjutásának(transzmisszió) megakadályozása Immissziók helyén védőeszközök alkalmazása Gazdasági eszközök, szabályozók (adók, bírságok) Tudományok Oktatás, nevelés, szemléletformálás Intézményrendszer Jogi szabályozók

26 Környezeti rendszerek mint anyagi rendszerek Környezeti rendszerek = anyagi rendszerek A Földön megfigyelhető tárgyak hatnak egymásra pl. vízrendszer elemei anyagszállítás A rendszerben elemek sokasága kapcsolódik össze anyagok, tárgyak, mesterséges alkatrészek valamilyen kölcsönkapcsolat szerint nem véletlenszerű -egymásra épűltség, kölcsönkapcsolat alrendszerek nem statikusak működnek (anyag-és energiaáramlás) külső hajtóerő vagy belső energiaforrás

27 Zárt rendszer Energiát vesz fel és ad le, de anyagot nem cserél a környezetével Ritkán fordul elő a Földön Föld: zártrendszer (napenergia és visszasugárzás jelentős; anyag bevitel és leadás elhanyagolható) Bemenet: meteoritok Kimenet: a légkörből megszökő anyagi részecskék, mesterséges (vissza nemtérő) égitestek Föld=kvázi zárt rendszer

28 Nyílt rendszer Anyagok és energiák cseréje Élőlények: anyag-és energia cseréjük során módosítják környezetüket, miközben saját szervezetük megőrzi funkcióit Környezetirendszerek Energia Mindig szükséges Kívülről: napenergia Belülről: A Föld hője Változásokat okoz a rendszerben, de megmarad minden lényeges tulajdonsága

29 Környezeti rendszerek mint anyagi rendszerek

30 Dinamikus egyensúlyi állapot Alapja: önszabályozó képesség Negatív visszacsatolás: hatást fejt ki a rendszerre Korrigálja annak működését: fékezi vagy meggátolja a kiinduló állapotot módosító hatásokat Pl.: légkör felmelegedése -párolgás felhő-képződés -nagyobb arányban verődik vissza a napsugárzás -a földfelszínt sugárzási veszteség éri -légkör lehűlése -a légkör hőmérséklete csak egy bizonyos intervallumban változik (kedvező feltételek az élővilág számára) Stabilizáló visszacsatolása

31 Negatív visszacsatolás

32 Dinamikus egyensúlyi állapot Pozitív visszacsatolás: hatására a rendszer instabillá válik A légkör lehűlése növeli a hó-és jégfelszínt -fehér felszín: hő-és fényvisszaverés nagyobb a felszín sugárzási vesztesége -további lehűlés Nem tart a végtelenségig: teljes hó-és jégborítottság -a pozitív visszacsatolás leáll Környezeti szempont: rendkívül veszélyes a pozitív visszacsatolások túlsúlya -a rendszer minőségi változása; adott formájának pusztulása

33 Negatív és pozitív visszacsatolás

34 Bioszféra II. Élet egy terráriumban Mekkorának kellene lennie az üvegburának, hogy az alatta levő város kizárólag a burokba zárt ökológiai rendszerekből fenntarthassa magát?

35 Bioszféra II. A földi bioszféra mesterségesen létrehozott, kicsinyített mása volt zárt ökológiai rendszer az arizonai sivatagban: a m2-nyi, m3 térfogatú kísérleti laboratórium hét komplett biom miniatűr óceán sivatag szavanna esőerdő mocsárvidék intenzíven művelt agrárterület emberi élőhely (4 férfi, 4 nő) 3800 gondosan válogatott növény-és állatfaj

36 Bioszféra II szeptember szeptember 26. Célja: mélyebb betekintést nyerjünk a Föld működésébe, az élővilág bonyolult egyensúlyrendszerébe Tud-e az ember ökológiailag működőképes rendszert létrehozni más bolygókon A kutatás mellett a kutatóknak kellett önfenntartásukról is gondoskodniuk élelmük 80%-át maguk teremtették elő összes hulladékot és vizet újrahasznosítottak

37 Bioszféra II.

38 Bioszféra II.

39 Bioszféra II. Problémák Szokatlanul jó minőségű talajokkal dolgoztak -a talajbaktériumok ezért azonnal megtámadták, és gyorsan bontani kezdték a talajok szerves anyagait -a légkör széndioxid tartalma növekedett, oxigéntartalma csökkent Napsugárzás intenzitásának csökkenése (felhős időjárás) A méhek és egyéb rovarok kihaltak, a kártevők elszaporodtak (csótány, hangya) 25 gerinces fajból 19 tűnt el a két év során Az eredetileg bevitt 300 rovarfaj kétharmada kihalt A kúszónövények és más gyomok agresszíven terjedtek Bár sok faj kihalt, az élet virágzott a második év végén is (több terület, a lápvidék, az óceán és a korallzátony egységes maradt) A banán, az édesburgonya és a mogyoró jól érezte magát a rendszerben, de nem tudott elegendő mennyiségű élelmet biztosítani

40 Bioszféra II. Következtetések Hogy mindez miért történt, arra nem sikerült megnyugtató választ találni. Mai tudásunk alapján lehetetlen olyan fizikailag zárt rendszert alkotni, amely képes eltartani (néhány) embereket élelemmel, vízzel és levegővel. A földi ökoszisztéma olyan összetett rendszer, aminek nem lehet ad hoc kiragadni darabkáit. Egy csapat idealista dilettáns, és a vállalkozást 200 millió dollárral támogató laikus milliomos, Edward Bass projektje modellezni kívánta a Föld működését. Egy tudományosan megalapozottabb, részleteiben megtervezett és kivitelezett kísérlet vélhetőleg más eredményt hoz hatalmas anyagi bukás. A Bioszféra II. kísérlet tapasztalataiból inkább úgy tűnik, hogy az emberiség ahhoz a gyerekhez hasonlatos, amelyik valamilyen szerkezet működését nem értve szétszedi azt, összerakni azonban már nem képes.

41 Köszönöm a figyelmet!