vezbe zzs01

ЗАШТИТА ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ

ВЕЖБЕ

ТЕМА 1. ЗАШТИТА ЖИВОТНЕ СРЕДИНЕ И ЕКОЛОГИЈА

1

Екологија- првобитно и ново значење

1. У изворном значењу екологија је биолошка дисциплина.

• Најпре ју је дефинисао немачки зоолог Ернест Хекел, који је први пут термин екологија употребио у делу “Општа морфологија” (1866).

• Зачетником екологије се ипак сматра Чарлс Дарвин, најпознатији од свих биолога, творац теорије порекла врста, односно њихове органске револуције и аутор дела “Постанак врста” (1859). 2

Екологија- првобитно и ново значење

2. Екологија у савременом значењу- релативно млада научна дисциплина и нова интердисциплинарна наука, односно “наука будућности”.

• Данас је више од науке о стаништима, већ третира многа животна, природна, друштвена, економско-социјална питања људи на Планети.

• Под еколозима се подразумевају стручњаци различитих дисциплина: географи, просторни планери, геолози, климатолози, лекари, правници, економисти, филозофи, социолози...

• Заједнички интерес за питања животне средине и ресурса, као и брига за очување природе.

3

Екологија у Србији

• До развоја екологије у Србији долази у другој половини XIX в.

• То се десило након појаве студије Јосифа Панчића “Флора Кнежевине Србије” (1884).

• У својој студији је описао 2.422 биљних врста које самоникло расту на територији Србије.

• Његов највећи допринос је

откриће Панчићеве оморике

(1876).

4

Екологија у Србији

• Најважнији тренутак у Србији за еколошку теорију и праксу је објављивање дела Синише Станковића “Оквир живота: начела екологије”.

• Позиција човека и његових односа према екосистему је дошла у први план као примарни предмет еколошке теорије и праксе.

5

Односи организама и животне средине

• Животни (еколошки) фактори - сви утицаји који постоје и одређују животну средину и омогућавају живот одређеног организма у њој.

• То су:

Температура;

Влажност ваздуха и земљишта;

Светлост;

Сунчева енергија;

Ветар;

Односи међу организмима (компетиција, симбиоза, предаторство...).

6


• За одређено живо биће дати еколошки фактори су неопходни животни услови, док за друго живо биће можда немају утицаја.

• Тако је ветар неопходан за опстанак биљака које помоћу њега обављају опрашивање (анемофилне биљке), док су за неке биљке неопходни инсекти (ентомофилне биљке), који обављају процес опрашивања.

• Температура расте од сванућа према поподневним часовима, достижући максимум око 13h, а затим опада, постајући најнижа пред излазак Сунца.

7


• Еколошка валенца (амплитуда) – опсег варирања појединих еколошких фактора у оквиру кога је могућ опстанак дате врсте.

• На пр. Т у нашим областима варира током дана, као и у току сезоне, углавном у вредностима између -20 °С до +40 °С, што организми који су прилагођени овим условима могу да поднесу.

• Изван граница еколошке валенце долази до прекида животних процеса и смрти организма.

• Трска, на пр. има широку еколошку валенцу према Т, а уску према влажности ваздуха и подлоге.

8


9


Абиотички фактори су:

Климатски (светлост, топлота, вода, влажност, ваздух и ветар);

Едафски ( физичко-хемијске и биолошке одлике матичне стене и земљишта);

Орографски (одлике рељефа);

Геофизички (магнетизам, гравитација, осцилаторна таласна кретања).

10


Биотички фактори су:

Утицај биљака на биљке;

Утицај животиња на биљке;

Утицај животиња на животиње;

Међусобни утицаји мокроорганизама, као и њихов утицај на биљке и животиње;

Утицај човека (антропогени фактор) – сва позитивна и негативна деловања на природу уопште.

11


• Животна форма – скуп морфолошких, анатомских, физиолошких и фенолошких одлика неке врсте.

• Најчешће одражавају одлике станишта.

• Специфични, а слични услови животне средине, на различитим местима на Земљи, утичу на појаву сличних особина и формирање сличних (конвергентних) животних форми.

• Тако су сисари који живе у води, китови, делфини, фоке веома слични једни другима, а обликом тела наликују рибама.

• Исто, месната форма кактуса, која расте у сушним областима Америке, је слична млечики која расте у сушним областима Африке.

12

Организација биолошких система

• Једноставни биолошки системи, малих дименизија, какви су биомолекули, субћелијске органеле (митохондрије, хлоропласти), ћелије, ткива, органи се спајају и граде све веће и све комликованије организационе целине као што су јединка, популација, животне заједнице, екосистеми, биоми и најзад биосфера.

• Предмет интересовања екологије су сложени биолошки системи, од јединке до биосфере.

• Због тога долази до развоја модерних научних дисциплина: молекуларне екологија, цитоекологија, анатомска екологија.

13


• Животна заједница (биоценоза) – сва жива бића, животиње, биљке, гљиве, микроорганизми воде заједнички живот на одређеном заједничком простору или животном станишту (биотопу).

Животне заједнице су: букова шума, брдска ливада, бара, као и културне биоценозе: њиве, воћнаци, плантаже топола.

14


• Екосистем – сложен еколошки систем у коме су животна заједница и животно станиште (биотоп) нераскидиво повезани и узајамно условљени.

• За сваку врсту (сваки организам), дати екосистем је његова животна средина.

• Екосистеми су: бара, ливада, шума, река, језеро, море...

то су животне заједнице за одређене организме.

15


• Биоми – међусобно повезани екосистеми. Карактеристични су за одређене климатске зоне, а у њих се убрајају тропске кишне шуме, листопадне лишћарске шуме, степа, тајга, тундра.

• Екосистеми и биоми се уједињују у три велика биоциклуса:

1. Биоциклус сланих вода (океани, мора); 2. Биоциклус слатких вода (реке, језера,

баре); 3. Биоциклус копна.

16

Сфере животне средине

• Сфере животне средине су: атмосфера, хидросфера, литосфера и биосфера.

17


• Атмосфера – гасовити омотач Земље (танак ~ 100 км, пречник Земље је ~ 6400 км).

• Најмања сфера животне средине, а за њу је највеће интересовање због осетљивости на загађење (брзо се шири).

• У атмосфери на висинама од 22-27 км се концентрише озон, формирајући озонски слој који апсорбује Сунчево ултраљубичасто зрачење, па омогућава и штити живот на Земљи.

• Антропогене активности, утичу на стањење и нарушавање озонског омотача. Изузетан негативан утицај потиче од фреона (CFC – hloro-fluoro-ugljovodonici). 18


• Литосфера – чврсти, спољашњи каменити омотач Земље, дебљине од 6 до 70 км.

• Састоји се од магматских, седиментних и метаморфних стена.

• У састав литосфере улазе сви елементи нађени у природи.

19


• Хидросфера – водени слој на Земљи којим су обухваћене све природне воде.

• Путем воде су повезане све сфере животне средине.

20


• Интеракције хидросфере са атмосфером: вода се размењује испаравањем и преципитацијом (падавине).

• Интеракције са биосфером: вода је неопходна за преношење хранљивих материја организмима.

• Интеракције са литосфером: вода проузрокује хемијску и механичку ерозију стена, испира земљиште и обликује изглед површине Земље.

21


• Биосфера – област на Земљи у којој се одвија живот. • Горња граница биосфере се налази у атмосфери, на

висини од 10-12 км, док је доња граница на копну, на дубини од око 2-3 км, а у хидросфери на дубини од oko 11 км.

• Без биосфере Земља би била мртва планета на којој би чак и сви хемијски процеси замрли, органске супстанце би нестале, а доминирала би инертна, хемијска, неорганска једињења. 22

Еколошке законитости

• Најважније еколошке законитости:

1. Кружење материје; 2. Кружење енергије.

23

Еколошки односи исхране

• Трофички односи – остварују се између различитих група организама, а заснивају се на начину исхране одређених група организама и њиховој улози у транспорту материје и енергије.

• Изражени су кроз ланце исхране.

24


• Основу сваког ланца чине организми који производе примарне органске продукте или храну за себе и друге (то су биљке са хлорофилом и неке бактерије).

• На следећем нивоу су хетеротрофни организми који троше справљену храну – потрошачи I реда (биљоједи).

• Током метаболичких процеса они стварају органске материје које даље користе потрошачи II, III, н-тог реда (месоједи или сваштоједи).

• Током ових процеса долази до потрошње хемијске енергије у облику топлоте, а смањује се и количина органске супстанце.

25


• На крају трофичког ланца налазе се разлагачи, који се хране лешевима, екстремитетима или одбаченим деловима живих бића и на тај начин обављају процес минерализације, формирајући супстанце које се поново могу користити за стварање органске материје или хране.

26


• Количински односи дуж ланца исхране се могу представити трофичком пирамидомтрофичком пирамидом, јер се количина продуковане биомасе све више смањује од произвођача, преко потрошача, до разлагача.

27


• Еутрофикација – процес повећања нивоа хранљивих материја и биолошке продуктивности у рекама и језерима.

28


• Највећи извори хранљивих материја:

Нитрати – комуналне отпадне воде, употреба вештачких ђубрива;

Фосфати - комуналне отпадне воде, употреба детерџената.

29


• Олиготрофно језеро – бистра вода, ниска микробиолошка активност.

30


• Еутрофно језеро – мутна вода, висока микробиолошка активност.

31


• Еутрофикација и њене последице:

32

Кружење елемената у биосфери

• Кружењем материје у природи се одржава стална количина материје (материја се не може уништити, нити створити), а повезују се све сфере животне средине.

• У кружењу материје у природи најважнији циклуси су:

1. Хидролошки циклус;

2. Биогеохемијски циклуси (C, N, P, S).

• Ови циклуси обухватају складиштење и трансфер хранљивих материја кроз сфере животне средине, тако да се хранљиве материје могу поново користити.

33

Хидролошки циклус

• Испаравањем са великих водених површина и из земљишта, као и транспирацијом биљака, водена пара одлази у атмосферу, где се кондезује у облаке, одакле се путем атмосферских падавина (киша, снег) поново враћа у земљиште и водене површине.

34

Циклус угљеника

• Један од најважнијих циклуса у природи за човека, јер је угљеник основни састојак органске материје.

• Неопходан је за биљке, које су основа људске исхране.

• СО2 и CH4-гасови “стаклене баште” који утичу на глобалну климу.

35

Циклус угљеника

• Ваздух садржи 0,03% СО2. Биљке користе СО2 у процесу фотосинтезе у којем стварају органску материју. Од свих учесника циклуса С само биљке користе СО2, док га сви остали стварају.

• С се креће кроз ланац исхране. Животиње користе органску материју у исхрани и разграђују је варењем. Респирацијом животиња ствара се СО2.

• Сагоревањем фосилних горива настaје СО2, чиме се С враћа у атмосферу.

• Микробиолошком разградњом (труљењем) биомасе се С враћа у атмосферу као СО2 (аеробна разградња) и CH4 (анаеробна).

• Ерозијом кречњачких стена (CaCO3), C се враћа у воду и атмосферу.

36

Циклус азота

• Одвија се у пет фаза:

1. Фиксација N: конверзија N2 у NH3; 2. Амонификација: разградња аминокиселина

и протеина до NH3 тј. до NH4+;

3. Нитрификација: конверзија NH3 у NO3-;

4. Дентрификација: редукција NO3- до N2;

5. Асимилација: корење биљака апсорбује NH3, NH4

+ или NO3- и инкорпорира их у нуклеинске

киселине и протеине.

37

Циклус азота

38

Циклус фосфора

• За разлику од С и N, у атмосфери не постоји ни један облик P. P је у облику фосфата (PO4

3-) у земљишту и фосфатним стенама, одакле се путем ерозије ослобађа (спира) помоћу кише и речне воде.

• Највећи део P се спира у океане и таложи на дну, али одређени део улази у ланац исхране. Биљке фосфате апсорбују преко корена и користе за стварање органских једињења.

• Даље, фосфати путем ланца исхране, али и воде, доспевају до животиња.

• Микробиолошком разградњом остатака биљака и животиња, P се враћа у земљиште и воду.

39

Циклус фосфора

40

Циклус сумпора

• У атмосфери Ѕ се налази у облику ЅО2, Н2Ѕ, СЅ2, а потиче од сагоревања фосилних горива, рафинације нафте, вулканских ерупција.

• У земљишту Ѕ се налази у облику различитих сулфатних минерала. Спирањем земљишта, сулфати доспевају у воду, где се редукују путем бактерија (Desulfomоnas) до сулфида. Овај облик Ѕ биљке инкорпорирају у аминокиселине и стварају протеине у процесу асимилације.

• Распадањем биљака и животиња Ѕ се враћа у земљиште и воду у облику Н2Ѕ, где се даље може оксидовати путем микроорганизама.

• У океанима, планктони производе диметил-сулфид, који се може оксидовати до ЅО2 и ЅО4

2-.

41

Циклус сумпора

42

Нарушавање биогеохемијских циклуса

• Нарушавају се антропогеним деловањем. • Људским активностима у индустрији, саобраћајем,

комуналним делатностима се отпуштају додатне количине СО2, ЅО2, NОх, а падавине обилују са HNO2 и H2SO4, док се у земљишту накупљају тешки метали.

• На тај начин у циклусе кружења се укључују и додатне количине ових елемената, чиме се изазивају поремећаји у функционисању биогеохемијских циклуса.

43


• Проблем:

“Антропогене пустиње” на рудним одлагалиштима, јаловиштима, пепелиштима...

Топионица РТБ Бор

Термоелектрана у Костолцу

44


• Проблем:

“Антропогене пустиње” на рудним одлагалиштима, јаловиштима, пепелиштима...

Колубарски рудници

Рудник угља у Пљевљима 45

vezbe zzs01

Documents