Grup Şcolar Industrial ,, Nicolae Ciorănescu”
Proiect pentru certificarea compentenţelor profesionale – Nivelul III
Calificare: Tehnician Ecolog în Protecţia Mediului
Profil: Resurse naturale şi protecţia mediului
Tema: Deteriorarea ecosistemelor
Elev: Lupoiu Alexandru George Clasa: a-XII-a A Specializare: Tehnician ecolog în protecţia calităţii ca lităţii mediului Profesor îndrumător: Barbu Ionela Silvia
2. Ecosistemul
Ecosistemul reprezintă unitatea de bază structurală şi funcţională a ecosferei alcătuită din biotop şi biocenoză, biocenoză, ce formează un ansamblu ansamblu integrat în permanenţă permanenţă interacţiune şi în care se poate realiza productivitatea productivitatea biologică. biologică. Ecosistemele se grupează în biomi, iar aceştia la nivel planetar formează ecosfera. Structura biotopului include substanţele anorganice, factorii geografici, mecanici, fizici, fizico-chimici, etc., şi relaţiile dintre aceşti factori. Strucutura biotopului determină configuraţia ecosistemului, ea putând fi caracterizată de diferite tipuri de mediu: continental, continental, insular, acvatic. Structura biocenozei este determinată de structura specifică, de diversitate, distribuţia în spaţiu, numărul şi biomasa speciilor componente, dinamica şi relaţiile dintre specii. Structura ecosistemului cuprinde relaţiile dintre factorii abiotici şi populaţiile biocenozei. Unitatea funcţională a ecosistemului rezultă din structurile sale integrate sistematic. Prin funcţia sa energetică ecosistemul reprezintă o unitate funcţională autoreglabilă. autoreglabilă. Procesele ecoenergetice alcătuiesc fluxul energetic, care reprezintă atât trecerea prin ecosistem a energiei inclusă în hrană cât şi transformarea acesteia în energii: bioelectrică, chimică, calorică, mecanică, etc. Principalele tipuri de ecosisteme din ecosferă sunt: ecosistemele terestre şi ecosistemele acvatice. Deosebirile esenţiale dintre aceste sisteme constau în faptul că ambele sunt alcătuite din specii diferite. Componentele structurale structurale sunt aceleaşi în ambele tipuri de ecosisteme. Când există aceeaşi cantitate de lumină şi de substanţă minerală, atunci algele microscopice din fitoplancton fitoplancton pot produce aceeaşi cantitate cantitate de protoplasmă protoplasmă vie într-un interval interval de timp dat, la fel ca şi la la plantele terestre. Ambele Ambele tipuri de producători producători susţin câte câte o serie similară de consumatori consumatori şi descompunători.
2.1 Biotopul
Termenul de biotop indică mediul sau locul de viaţă al unei biocenoze. În general este reprezentat de totalitatea factorilor abiotici dintr-un ecosistem. În ansamblu, factorii abiotici după modul cum acţionează se pot grupa în factori de existenţă, absolut necesari supravieţuirii şi factori de influenţă care intervin uneori fără a fi necesari existenţei vieţuitoarelor. De asemenea, se pot deosebi factori abiotici direcţi, acţionând nemijlocit asupra organismelor vii şi factori abiotici indirecţi, care se manifestă prin modificarea modului de intervenţie al altor factori. În raport cu modificarea factorilor abiotici, posibilităţile de supravieţuire ale organismelor organismelor se situează între anumite valori maxime şi minime, ce reprezintă amplitudinea toleranţei individuale individuale a populaţiei sau a speciei. De exemplu, omul este un organism euriterm faţă de temperatură, întâlnindu-se de la ecuator pana la poli iar fluturele de mătase este stenoterm, supravieţuind supravieţuind numai între variaţii foarte precise de temperatură. La aceeaşi specie, limitele de toleranţă şi cerinţele pentru anumite valori optime ale factorilor abiotici diferă de la o zonă la alta. a lta. Variaţiile neregulate şi de amploare ale unor factori depăşind limitele normale ale amplitudinii amplitudinii toleranţei în plus sau minus devin factori limitanţi în dezvoltarea indivizilor indivizilor unor specii. Astfel, în pustiu, precipitaţiile cât şi amplitudinea lor redusă, limiteză dezvoltarea arborilor. Amplitudinea Amplitudinea de toleranţă a unei specii faţă de oscilaţiile condiţiilor de existenţă poartă numele de valenţă ecologică. ec ologică. Structura biotopului cuprinde totalitatea factorilor abiotici: natura substratului, tipul de sol, textura şi componentele componentele minerale ale solului, tipul de apă: stătătoare, curgătoare, dulce, sărată, etc.; factori geografici şi climatici; chimismul mediului. Printre factorii abiotici din cuprinsul biotopului biotopului un rol important îl reprezintă şi substanţele organice. Altă componentă a structurii biotopului biotopului o reprezintă interacţiunile dintre diferiţi factori abiotici.
Factorii geografici
Factorii geografici joacă un rol important în caracterizarea unui ecosistem. Influenţa lor asupra organismelor dintr-un ecosistem este indirectă: prin imprimarea unor trăsătui particulare ale altor factori ecologici. Poziţia geografică pe glob a unui ecosistem va indica integrarea acestuia într-o anumită zonă climatică, deci cu anumite caracteristici ale factorilor ecologici. Altitudinea Altitudinea reprezintă un factor ecologic important în distribuţia organismelor în diverse ecosisteme din aceeaşi zonă climatică. Cu creşterea altitudinii scade atât temperatura, cât şi presiunea atmosferică, atmosferică, iar vântul, luminozitatea luminozitatea şi umiditatea se intensifică. intensifică. În consecinţă, consecinţă, biocenozele se etejează având o structură structură diferită la diverse diverse înălţimi. În regiunile de şes, în condiţiile naturale din ţara noastră, se instalează o vegetaţie de pajişte şi tufişuri tufişuri xerofite, în timp timp ce în zonele montane montane şi colinare se instalează o vegetaţie vegetaţie preponderent preponderent lemnoasă, caracterizată prin păduri păduri de foioase şi conifere. conifere. Expoziţia geografică influenţează de asemenea viaţa din cuprinsul unui ecosistem. În raport cu expoziţia geografică, factorii care se modifică cel mai mult sunt factorii mecanici şi toţi aceştia în corelaţie cu c u alţi factori ecologici determină modificări în cadrul populaţiilor populaţiilor şi biocenozelor. biocenozelor.
Factorii mecanici
Dintre factorii mecanici cei mai cunoscuţi , cu rol important în ecosistem, sunt cei reprezentaţi de mişcarea aerului şi apei, iar cu rol mai puţin important cutremurele şi erupţiile vulcanice. Vântul deplasează aerul datorită diferenţelor de temperatură între zonele de presiune înaltă şi joasă şi determină numeroase efecte asupra organismelor, mai ales în regiunile unde suflă în permanenţă şi pe direcţie dominantă. Din punct de vedere ecologic, curenţii de aer îi putem grupa în vânturi cu caracter de regim sau cei care suflă cu o anumită periodicitate şi vânturi cu caracter neperiodic.
Vânturile din prima categorie au rolul ecologic cel mai important. De pildă, curenţii aerieni care acţionează pe suprafeţe întinse, lipsite de un strat vegetal continuu determină cu timpul apariţia fenomenului de eroziune. Eroziunea eoliană este foarte accentuată în zonele stepice şi de pustiu, mai ales acolo unde textura solului este de natură nisipoasă sau constituită din aluviuni. La animalele terestre, vântul influenţează schimburile termice şi hidrice, prin intensificarea evaporaţiei şi accentuarea emisiunii de căldură. Deşi din punct de vedere al mişcării, apele sunt împpărţite în ape curgătoare şi staţionare exprimate prin curenţi orizontali, curenţi verticali, ascendenţi, valuri, oscilaţii de nivel, etc. Mişcările apelor din mediul marin sunt determinate de doi factori mai importanţi: vânturile regulate şi de diferenţa de nivel. Curenţii oceanici sunt calzi sau reci şi pornesc din anumite zone ale globului şi ajung în altele. Ei poartă o întreagă faună de animale pelagice pe care le împrăştie departe de locul de origine. În Marea Neagră există un curent circular în jurul bazinului pontic cu o mişcare în sensul invers acelor de ceasornic şi doi curenţi ciclonali, câte unul în fiecare jumătate de vest şi de est a Mării Negre, care se rotesc unul faţă de celălalt. Valurile au un rol important în desfăşurarea vieţii acvatice. Ele se datorează acţiunii vântului şi produc în mediul marin amestecarea întregii mase a apei. Fluxul şi refluxul reprezintă înaintarea şi retragere periodica a apei din mările deschise şi din oceane ca urmare a acţiunii forţei de atracţie a Soarelui şi a Lunii.Fluxul şi refluxul au determinat la organismele aflate în această zonă anumite adaptări: unele pătrund în substrat, altele rămân pe loc şi îşi reduc suprafaţa de evaporare închizându-se în cochilii sau îşi retrag tentaculele şi apendicele. Cutremurele de pământ produc modificări importante în litosferă afectând în special ecosistemele urbane. Erupţiile vulcanice au provocat victime şi schimbări ale peisajului natural în diverse regiuni ale globului. Uneori cutremurele şi erupţiile vulcanice sunt însoţite de furtuni care antreanează valuri şi alte fenomene meteorologice, ce măresc consecinţele negative asupra ecosistemelor.
Factorii fizici
Principalii factori fizici ce influenţează organismele sunt: temperatura, umiditatea, lumina şi focul. Temperatura, ca factor fizic, influenţează structura, activitatea fiziologică, comportamentul, distribuţia şi dinamica organismelor. Ea se caracterizează printr-o gamă permanentă de variaţii care determină activitatea de ansamblu a biocenozelor şi condiţionează structura calitativ populaţională a acestora, contribuind la stabilitatea sau instabilitatea ecosistemului. Temperatura la care procesele vitale se desfăşoară cu maximă intensitate poartă numele de temperatură optimă. Depăşirea limitelor de toleranţă ale temperaturii pentru unele specii determină eliminarea acestora. Ea poate deveni factor limitant atunci când oscilaţiile ei depăşesc anumite valori. Ca factor ecologic, apa reprezintă componentul esenţial al materiei vii şi participă la toate procesele fiziologo-biochimice. Corpul multor animale inferioare este alcătuit in procent de peste 90% din apă. La mamifere circa 93% din greutatea sângelui si 80% din masa moleculară este reprezentată de apă. Apa are o distribuţie diferită în timp şi spaţiu ceea ce crează condiţii staţionale, foarte diverse, care determină adaptări ale plantelor şi condiţionează repartiţia lor geografică. În ecosistemele terestre sursele de apă nu sunt constante, de aceea ele pot devenit factor limitant. La fel ca temperatura, apa contribuie la zonarea latitudinală şi altitidinală a vegetaţiei şi la împărţirea acestor zone mari în subzone. Fiecare ecosistem are un bilanţ hidric propriu, de aceea populaţiile biocenozei respective sunt adaptate la acest regim specific, iar o schimbare a lui conduce la restrângerea sau înlocuirea unor populaţii. Reducerea precipitaţiilor anuale sub 750 mm stagnează dezvoltarea arborilor, iar sub 250 mm determină apariţia pustiurilor. Principalele surse de apă sunt: precipitaţiile, roua şi ceaţa, umiditatea atmosferică, apa din sol şi subterană. Ploaia, reprezintă cea mai importantă sursă de apă şi are o mare influenţă asupra ecosistemelor prin cantitate, erpartiţie, durată şi torenţialitate. În ţara noastră, în care climatul este în general continental, se înregistrează un maxim pluviometric la sfârşitul primăverii – inceputul verii când vegetaţia este explozivă după care aceasta stagnează, eventual până toamna, când în unele zone apare un al doilea maxim pluviometric. Grindina, are o acţiune directă asupra plantelor şi animalelor.
Zăpada, protejează plantele şi solul de temperaturile scăzute din timpul iernii iar primăvara prin topire îmbibă solul cu apă menţinându-l rece, întârziind intrarea rapida a plantelor în vegetaţie, ceea ce le-ar expune pericolului înghţurilor târzii. Roua şi ceaţa pun la dispoziţia plantelor cantităţi mici de apă, dar sunt importante pentru că au ritmicitate. Umiditatea atmosferică reprezintă cantitatea de apă existentă la un moment dat în atmosferă sub formă de vapori şi poate fi exprimată în două moduri: a) Umiditatea absolută, adică cantitatea de vapori de apă pe unitatea de volum de aer b) Umiditatea relativă, adică cantitatea de vapori, existentă în aer faţă de cantitatea de vapori saturaţi, în condiţii date de temperatură şi presiune sau raportul procentual dintre presiunea maximă a vaporilor de apă existenţi în atmosferă la o temperatură dată. Comparativ cu ceilalţi factori ecologici, lumina este distribuită pe glob mult mai egal. Ea influenţează viaţa organismelor prin: intensitate, durată şi calitatea acesteia determinată de lungimea de undă a radiaţiilor electromagnetice absorbite din spectrul solar. Aceasta are in componenţă radiaţii ultraviolete şi radiaţii infraroşii. Din spectrul acestora interesează cel vizibil care îndeplineşte funcţiile esenţiale ale ecosistemelor. Efectul informaţional, general, al luminii asigură în principal perceperea formelor, culorilor, mişcărilor, obiectelor înconjurătoare precum şi a distanţelor. Focul, ca factor ecologic influenţează structura, dinamica şi succesiunea biocenozelor afectate. Deşi focul este considerat ca un factor distructiv, unele observaţii au arătat că în anumite situaţii, el capătă caracter de regim cu efectele ecologice complexe. Efectele focurilor din savane asupra fertilităţii solurilor din regiunile tropicale rămâne un subiect mult controversat. În general, în aceste regiuni, incendiile determină creşterea potenţialului productiv al solului favorizând constituirea unui covor de graminee, foarte căutate de ungulatele sălbatice sau domestice. În Delta Dunării, incendierea periodică a stufului a stimulat refacerea şi regenerarea vegetaţiei. Focul a constituit factorul primordial al reducerii pădurilor din ţările mediteraneene, fiind favorizat şi de ariditatea estivală care caracterizează acesti biotopi.
Factorii chimici
Azotul(N) Azotul elementar se intră în componenţa atmosferei în proporţie de 78,44%. Sub această stare, azotul nu exercită în mod obişnuit nici o acţiune asupra majorităţii organismelor. Pătrunderea în componentele biocenozei se realizează numai după ce a fost fixat de anumite microorganisme precum şi prin metabolizarea unor compuşi organici şi anorganici de către plante şi animale. Prezenţa azotului în organismele vii este legată, mai ales de compoziţia proteinelor, substanţe caracteristice vieţii. Oxigenul(O 2) Oxigenul intră în compoziţia atmosferei în proporţie de 23% din greutate şi de 21% din volum. În apă ocupa aproximativ 89% din greutate, combinat cu hidrogenul, iar în litosferă în proporţie de 50%, intrând în componenţa tuturor rocilor, în special a celor ce conţin silicaţi şi carbonaţi. Pentru lumea vie, oxigenul are un rol esenţial în respiraţie. În funcţie de capacitatea organismelor de a folosi în respiraţie oxigen molecular liber sau inclus în substanţe organice, fiinţele vii se grupează în aerobe şi anaerobe. Substanţele minerale din sol Viaţa organismelor terestre este de neconceput în lipsa solului. Acesta constituie sursa de substanţe minerale şi de apă necesară plantelor, biotopul animalelor din sol, substratul şi fondul speciilor terestre. Factorii care au contribuit la formarea solului sunt de natură abiotică şi biotică. Solul conţine elemente vitale necesare tuturor organismelor, reprezentate prin săruri dizolvate, numite şi săruri biogene care pot fi grupate în macroelemente, de exemplu: fosforul, azotul, potasiul, sulful, calciul, magneziu, fierul şi microelemente, de exemplu: boruş, clorul, cobaltul, zincul, cuprul, manganul. De obicei se deosebesc soluri cu substanţe nutritive active şi soluri cu substanţe nutritive potenţiale.
2.2 Biocenoza
Biocenoza sau componenta vie a ecosistemului este o grupare de specii istoriceşte constituită, reunită prin anumite relaţii, ocupând acelaşi biotop şi prezentând un aspect exterior caracteristic. Astfel, o pădure, o păşune, cu toate speciile de plante şi de animale pe care le conţin, sunt exemple de biocenoze. Din punct de vedere sistemic, biocenoza este un sistem deschis, supraindividual, cu autoreglare proprie. Între biocenoză şi biotop au loc schimburi permanente de materie, energie şi informaţie. Un rol important în păstrarea echilibrului şi coeziunii dintre populaţiile unei biocenoze îl au relaţiile interspecifice. Dupa originea lor, biocenozele sunt: naturale, semiartificiale şi artificiale. Biocenozele naturale sunt comunităţi biologice în care nu a intervenit omul. Până în paleolitic toate biocenozele care formau biosfera erau biocenoze naturale. Influenţa omului asupra mediului s-a accentuat şi a început să fie simţită în perioada neolitică. În prezent, numai anumite porţiuni din biosferă au rămas neinfluenţate de activităţile umane. Biocenozele semiartificiale cuprind comunităţi biologice în care omul a interenit profund, dar care mai păstrează unele specii din biocenozele naturale. Astfel de biocenoze sunt culturile agricole, comunităţile bilogice din diverse bazine acvatice amenajate, etc. Biocenozele artificiale sunt constituite în întregime de om. De pilda: biocenoza unui acvariu, a unei nave cosmice. După modul de viaţă biocenozele sunt acvatice şi terestre, iar după stadiul în care se află la un moment dat se grupează în biocenoze tinere, mature şi senescente.
Structura biocenozei
Structura biocenozei, ca a oricărui sistem, cuprinde atât totalitatea elementelor componente, cât si relaţiile sale spaţiale şi temporale. Primul element al structurii biocenozei il reprezintă componenţa speciilor. Cu cât o biocenoză creşte în complexitate, cu atât este mai stabilă, şi cu posibilităţi multiple de autoreglare. Un alt element structural de care trebuie să se tină seama îl reprezintă stabilirea proporţiilor dintre specii şi a rolului jucat de anumite specii în cadrul grupărilor funcţionale de organisme: producători primari, consumatori şi descompunători. Numeroase specii prezintă o anumită valoare economică sau ştiinţifică. Proporţiile cantitative dintre specii influenţează profund structura unei biocenoze. Criteriul de apreciere dintre specii se face ţinând seama de numărul, cantitatea de energie şi rolul lor funcţional. Speciile care compun biocenoza se modifică atât diurn cât şi sezonier. Cunoaşterea aspectului fenologic al biocenozei ne ajută să apreciem pe o perioadă mai lungă de timp aspectul său calitativ şi cantitativ. Corelaţiile care se stabilesc între diferite componente structurale ale unei biocenoze contribuie la evidenţierea a ceea ce este propriu şi specific acestui sistem luat ca întreg.
2.3 Funcţiile ecosistemului
Un ecosistem are întotdeauna o structură funcţională. Funcţionarea ecosistemului rezultă din relaţiile existente între speciile care îl compun şi interacţiunile acestora cu factorii abiotici. Esenţa funcţionării unui ecosistem constă în antrenarea energiei solare şi a substanţelor nutritive în circuitul biologic unde sunt transformate în substanţe organice care intră în alcătuirea populaţiilor din biocenoză, ecosistemul apare ca o unitate productivă de substanţă organică materializată în organismele ce populează biotopul dat. Principalele funcţii ale unui ecosistem sunt: funcţia energetică, funcţia de circulaţie a materiei şi funcţia de autoreglare. Funcţia energetică constă în fixarea energiei solare de către plantele verzi şi transportul acestora la diferite grupe de animale. Funcţia de circulaţie a materiei se referă la deplasarea substanţelor nutritive anorganice şi organice din mediul abiotic în mediul biotic, datorită relaţiilor trofice ce caracterizează biocenoza. Funcţia de autoreglare a ecosistemului rezultă din elaborarea de mecanisme proprii care să-i permită acestuia să-şi menţină stabilitatea.
3. Căi de deteriorare
Efectele deteriorării sunt datorate contradicţiei dintre strategia societăţii umane şi strategia proprie ecosistemelor naturale şi seminaturale: a) Strategia ecosistemelor constă în maximizarea fluxului de energie prin ecosistem (creşterea intrărilor de energie, prin creşterea diversităţii, deci a stabilităţii în faţa factorilor perturbatori) b) Strategia societăţii umane constă în maximizarea productivităţii biologice şi nebiologice, pentru obţinerea de bunuri materiale. Consecinţele deteriorării: 1)
A apărut un nou tip de relaţii interspecifice om – plante cultivate şi animale domestice, pe care omul le subordonează, le exploatează în interesul său, controlând: parametrii populaţionali, nutriţia cantitativ şi calitativ, ritmul de creştere şi înmulţire şi trăsăturile morfologice, fiziologice şi comportamentale după necesităţi sau capricii.
2) Uniformizarea, sărăcirea fondului genetic al speciilor domestice, cultivate 3) Cererea de ecosisteme de tip nou (urban, rural, etc.) menţinute cu mari investiţii de energie 4) Modificarea circuitelor biogeochimice prin introducerea unor substanţe noi, inexistente în natură 5) Schimbări ale hidrosferei 6) Schimbări ale atmosferei: temperatură, compoziţie chimică, introducerea de produşi noi, suspensii, gaze 7) Schimbări ale litosferei introducerea de pesticide, fertilizanţi; modificări la nivelul pânzei freatice
3.1 Deteriorarea ecosistemelor prin eroziune
Eroziunea reprezintă un proces de degradare a solului, cu antrenarea şi transportul materialului erodat. În funcţie de factorii care o produc, eroziunea poate fi eoliană, fluvială, glaciară; există şi o eroziune litorală, produsă de valuri, în mări şi oceane. Cea mai importantă cauză a eroziunii a solului o reprezintă activitatea umană, care distruge vegetaţia şi expune solul acţiunii vântului încărcat cu particule de praf şi nisip ce au acţiune abrazivă asupra solului. Un procent de 40% din suprafaţa agricolă mondială este reprezentat de terenuri degradate de eroziune, expuse deşertificării. Circa 250 de milioane de oamnei sunt direct afectaţi, iar un miliard sunt ameninţaţi de consecinţele deşertificării. Schmbările climatice, poluarea, tăierea pădurilor, etc., au făcut ca şi România să se confrunte cu probleme de eroziune şi deşertificare. Pe lângă protejarea pădurilor existente prin raţionalizarea tăierilor, practicarea plantaţiilor forestiere pe terenurile defrişate, o importanţă deosebită prezintă şi perdelele de protecţie împotriva vântului şi deci a eroziunii. Plantate în România începând cu 1870, ele trebuie menţinute şi extinse. Pot fi plasate la marginea tarlalelor, de-a lungul şoselelor, pe porţiuni din terenuri agricole.
3.2 Deterioarea prin supraexploatarea resurselor biologice
Resursele sunt de două feluri: neregenerabile şi regenerabile. Resursele neregenerabile sunt resursele minerale şi combustibilii fosili. Resursele regenerabile sunt resursele biologice, solul, apa. În ultimele 3-4 decenii s-a manifestat o supraexploatare severă a resurselor regenerabile. Supraexploatarea speciilor se face prin: vânătoare şi pescuit în exces, despădurire, suprapăşunat, distrugerea habitatelor. Efectul supraexploatării speciilor este reducerea marcată a efectivului lor până la dispariţie. Se consideră că datorită activităţilor umane au dispărut 311 specii de vertebrate, dintre care 173 sunt păsări, 102 mamifere, 19 peşti, 17 reptile. Încă 50 sunt probabil dispărute şi peste 1000 în pericol de dispariţie. Se estimează că sunt ameninţate cu dispariţia circa 25.000 de specii de plante, între 500.000 şi 1.000.000 specii de nevertebrate. Diminuarea resurselor oceanului planetar este un efect al supraexploatării speciilor de peşti, crustacee, mamifere marine dar şi al deteriorării calităţii apei prin deversarea petrolului în urma accidentelor unor petroliere, deversarea diferitelor reziduuri industriale, pesticide, fertilizanţi agricoli, ploilor acide. Deteriorarea solurilor se produce prin eroziune, salinizare, băltirea apei, compactare, acidifiere, diminuarea rezervelor subterane de apă. Agricultura intensivă, ce presupune chimizarea prin pesticide şi îngrăşăminte chimice, executarea mecanizată a lucrarilor agrotehnice, irigaţii, reprezintă o cale importantă de deteriorare a solurilor. Solurile deteriorate ocupă 1/3 din suprafaţa totală de teren agricol. Modificarea structurii covorului vegetal prin despădurire, suprapăşunat, practicarea agriculturii a dus la înlocuirea şi reducerea suprafeţelor ecosistemelor naturale. Supraexploatarea pădurilor. Dacă în trecut pădurile ocupau 2/3 din suprafaţa uscatului (130,3 milioane km 2), astăzi ele mai reprezintă doar circa 30% (41,13 milioane km2). Pădurile au deosebită importanţă prin resursele (lemn, resurse alimentare, farmaceutice, cinegetice) şi serviciile oferite (producerea de oxigen, consumul dioxidului de carbon, etc.). Lemnul pădurilor este folosit în primul rând pentru foc, dar şi pentru mobilă, construcţii, ca sursă de materie primă, etc. Se recurge la tăierea pădurilor şi pentru practicarea agriculturii. Despăduririle au efecte locale şi globale. Supraexploatarea păsunilor. În zonele aride şi semiaride de pe glob, unde trăiesc circa 600 de milioane de oameni, se practică suprapăşunatul, care, combinat cu seceta îndelungată şi cu distrugerea pădurilor a dus şi duce la extinderea deşertului. Deşertificarea este un fenomen de proporţii, datorat modificărilor climatice, tăierii pădurilor, suprapăşunatului. Deşertul este o zonp foarte slab populată, cu o uscăciune aproape
absolută şi o sărăcie extremă a vegetaţiei. În prezent, deşerturile ocupă 6% din suprafaţa uscatului, dar încă 28% este în curs de deşertificare, îndeosebi în cele două Americi, Africa şi Zona Mediteraneană, Sud-estul Asiei, Australia. Dereglările circuitului hidrologic se produc prin despăduriri, executarea de canale de irigaţie, de aducţiune şi de transport, drenare pentru eliminarea excesului de umiditate, crearea de baraje şi de lacuri de acumulare, lucrări de îndiguire pentru protecţia localităţilor şi a terenurilor agricole, utilizarea menajeră şi industrială a apei. Dereglările au loc la nivelul reţelei de suprafaţă şi a rezervoarelor subterane, a rezervoarelor de apă dulce, epuizarea resurselor de apă, deteriorarea calităţii surselor de apă potabilă.
3.3 Deteriorarea ecosistemelor prin introducerea de specii noi
Introducerea de specii noi, constă în introducerea unor specii în alte ecosisteme decât cele cu prinse în arealul lor natural. Introducerile pot fi neintenţionate (accidentale) sau intenţionate (în scop economic, terapeutic, estetic, din capriciu, etc.) O specie care pătrunde într-o biocenoză nouă se poate înmulţi excesiv, afectând alte specii cu care se hrăneşte sau pe care le concurează pentru hrană, spaţiu, apă, lumină, etc. Se poate ajunge la distrugerea pădurilor, păşunilor, viilor, unor culturi agricole. În zonele de origine, aceste specii nu produc de obicei daune considerabile, populaţiile lor având efective reduse. În noile zone în care a pătruns specia respectivă lipsesc animalele parazite şi prădătoare adaptate să se hrănească pe seama sa, lipsesc patogenii. În lipsa acestora, speciile ,,invazive” îşi sporesc foarte mult efectivul care nu este ţinut sub control de aşa numiţi ,,duşmani naturali”, ,,limitatori naturali” ajungând să se strice echilibrul dintre populaţiile biocenozei, iar prin distrugerea plantelor din ecosistemele amenajate, a arborilor forestieri, să afecteze interesele omului.
3.4 Deteriorarea ecosistemelor prin antropizare
În limba greacă anthropos înseamnă om; termenul antropizare se referă la modificările determinate în sistemele ecologice naturale, de activitatea Sistemului Socio-Economic Uman (alcătuit din ecosisteme urbane, ecosisteme rurale, agrosisteme, bazine acvatice amenajate). Principalele căi prin care antropizarea duce la deteriorare sunt: •
•
Practicarea agriculturii, prin substituirea ecosistemelor naturale prin unităţi de producţie agricolă; Urbanizare ( construirea unor localităţi cu aglomerări de populaţie implicată în activităţi industriale, comerciale, administrative, culturale);
•
Poluare, prin acumularea deşeurilor rezultate din activitatea umană;
•
Exploatarea intensivă a combustibililor fosili (petrol, cărbune, gaze naturale);
•
Diversificarea resurselor energetice
•
Realizarea unor sisteme de acvacultură ( bazine piscicole amenajate, ferme pentru creşterea crustaceelor, etc.), a unor iazuri de epurare a apelor industriale sau menajere;
•
Construirea unor mari platforme industriale sau comerciale;
•
Realizarea unei vaste reţele de căi rutiere;
•
Practicarea exploatărilor miniere de suprafaţă, acumularea haldelor de steril.
3.5 Deteriorarea ecosistemelor prin poluare
Poluant. Poluare. Substanţe poluante Începând cu primele civilizaţii urbane, a apărut şi intervenţia brutală în mediu a omului prin exploatarea neraţională a terenurilor şi a alterării mediului înconjurător prin poluanţi proveniţi din activitatea umană. Poluant, reprezintă factorul produs de om sau de fenomene naturale cu acţiune toxică asupra organismelor, care degradează componentele nevii ale mediului, provocând dezechilibre ecologice. Ca atare, orice factor util care depăşeşte optimul devine poluant. Factorii poluanţi pot fi clasificaţi astfel: - factori fizici: radiaţii ionizante, particule solide, zgomote etc ; - factori chimici: compuşi chimici naturali sau artificiali; - factori biologici sau genetici: specii de plante şi animale. Poluarea este fenomenul de apariţie a factorilor menţionaţi anterior şi de producere a dezechilibrelor ecologice. Substanţe poluante Ca substanţe poluante pot fi considerate: a..) Substanţele care se găseau cândva în mici cantităţi în natură însă acum se află într-un procent mai mare. Aceasta se datorează fie exploatării intensive a rezervelor minerale şi energetice din subsol şi punerii lor în circulaţie (petrolui, cărbunele, substanţele radioactive etc.) fie produşilor toxici rezultaţi din prelucrarea substanţelor menţionate anterior (CO 2, NH3, sulfuri, hidrocarburi etc). b.) Substanţe noi apărute prin sinteze chimice, cum sunt: erbicidele, insecticidele, detergenţii, freonii e t c . Clasificarea poluării
După natura poluantului, întâlnim: A. Poluare naturală, ce reprezintă o impurificare a mediului sub influenţa factorilor naturali, având ca surse: a.) vulcanii, ce elimină particule solide, gaze şi vapori purtate de curenţi până la mari depărtări de la locul emiterii (30-50 km în stratosferă); b.) cutremurele produc perturbaţii atmosferice şi mari cantităţi de impurităţi provenite din sol t
sunt deplasate la mari distanţe odată cu curenţii de aer formaţi; c.) cometele şi meteoriţii, formează o pulbere cosmică de 100 tone pe tot globul. Are o acţiune redusă asupra organismului, excepţie face praful cosmic contaminat radioactiv; d.) eroziunea solului, datorată acţiunii vântului şi a ploilor. Prin eroziunea eoliană se elimină în atmosferă cantităţi variabile de pulbere de praf ce sunt purtate de vânt la mii de kilometri; e.) reziduurile vegetale şi animale, sub formă de frunze moarte, dejecţii, cadavre etc.degajă prin descompunere o serie de substanţe gazoase (CO 2, NH3, H2S) care impurifică aerul; f.) focul degradează calitativ şi cantitativ ecosistemele, degajând în atmosferă mari cantităţi de fum şi bioxid de carrbon. B. Poluare artificială, a apărut sub influenţa factorului antropic. Aceasta poate fi: - fizică, produsă de zgomot (poluare sonoră), produsă de substanţe radioactive (poluare radioactivă) produsă de apă caldă, praf etc.; -
chimică produsă de compuşi gazoşi din industrie, produsă de ionii unor metale grele, pesticide,
detergenţi; - biologică, rezultă din infestarea mediului cu agenţi patogeni şi germeni proveniţi din fermentaţii, eutrofizarea apelor. După mediul în care acţionează poluanţii întâlnim: poluarea aerului, solului şi apei.
Poluarea aerului
Poluarea aerului are numeroase cauze, unele fiind rezultatul unor activităţi umane din ce în ce mai extinse şi răspândite în ultima perioadă de timp, altele se datorează unor condiţii naturale. Acest tip de poluare a luat o mare amploare, odată cu apariţia civilizaţiei moderne, cu creşterea producţiei industriale, a circulaţiei rutiere, cu apariţia deşeurilor menajere etc. Poluarea aerului este mai puternică în mediul urban iar aici în anumite zone industriale unde producerea de noxe este sporită. Substanţele poluante sunt rezultate din arderea combustibililor, praful de la fabricile de ciment, gaze din industria chimică etc. In funcţie de starea lor de agregare, poluanţii din aer sunt de două feluri: poluanţi gazoşi şi solizi. Poluanţii gazoşi Acest tip de poluanţi reprezintă 90% din masa totală a poluanţilor emişi în atmosferă şi din această categorie fac parte: -
oxidul de carbon (CO), este cel mai răspândit poluant atmosferic. Principalele surse
generatoare de CO sunt: centralele electrice pe cărbune, păcură şi gaze; motoarele cu ardere internă (58% din total); industria fierului, oţelului, petrochimică, a celulozei şi hârtiei; arderea deşeurilor, incendiile etc. Oxidul de carbon are o acţiune asfixiantă asupra organismului datorită formării carboxihemoglobinei, ca urmare a combinării cu hemoglobina din sânge. -
bioxidul de carbon (CO 2). Concentraţia maximă normală de CO2, admisă în atmosferă este
de 0 ,3 mg/mc de aer, iar creşterea concentraţiei peste 2-3% îl face toxic pentru om. Creşterea concentraţiei poate provoca schimbări dăunătoare la nivelul creierului dar principalul efect îl
constituie "efectul de seră". Principalele surse antropice de CO 2 sunt diferitele procese de combustie în întreprinderi şi arderile directe în atmosferă (incendii, deşeuri, încălzit etc.). - hidrocarburile, se datorează arderii incomplete a carburanţilor cu efecte cancerigene; - bioxidul de sulf (SO 2), rezultat din arderea combustibililor fosili şi din industria metalurgică, cu efecte toxice asupra plantelor producând leziuni foliare la conifere sau la specii foioase (plop, tei, mesteacăn etc.); - hidrogenul sulfurat (H 2S) se datorează fermentaţiilor anaerobe produse de sulfobacterii sau în industria chimică, farmaceutică, coloranţilor e t c . . Acesta afectează sistemul nervos, aparatul circulator şi sângele; -
compuşii azotului, dintre care N0 2 este cel mai periculos poluant provenit din motoarele cu
ardere internă şi automobile, arderea combustibililor fosili; transporturi, industria chimică (fabrici de îngrăşăminte cu azot, de fabricare a HN0 3). Oxizii de azot pot produce efecte toxice asupra plantelor şi animalelor. Dioxidul de azot (NO 2) este de circa patru ori mai toxic decât monoxidul (NO). Persistenţa în atmosferă a unor poluanţi variază între limite foarte largi. Astfel, compuşii pe bază de sulf şi azot (SO2, NO, NO2, N2O, NH3, H2S) persistă în atmosferă câteva zile (1-5 zile), în timp ce, alte substanţe ajung la structuri mai puţin stabile şi reactive după ani de zile (CO = 3 ani; CO2 = 4 ani; hidrocarburi = 16 ani) „Smog-ul" este o ceaţă albăstruie, rezultată în urma reacţiilor chimice dintre razele solare catalizatoare şi diferiţi poluanţi, în condiţiile unei atmosfere umede. Este un amestec de ceaţă şi fum şi provine din cuvintele englezeşti <> şi <>. Provoacă iritaţia mucoaselor la om şi animale iar la plante leziuni şi arsuri. În 1952, la Londra, din cauza smogului s-au înregistrat 4000 de decese în 4 zile. În atmosferă apar şi procese de autoepurare (datorită factorilor meteorologici şi fenomenelor de sedimentare), însă atâta timp cât cantităţile de poluanţi se înscriu în limite rezonabile, iar fenomenele meteorologice nu sunt modificate antropic.
Ploile acide Poluarea atmosferică cea mai gravă se manifestă sub formă de ploi acide. Ploile acide sunt determinate de prezenţa în atmosferă a oxizilor de sulf şi azot (S0 2 şi N02). care în prezenţa vaporilor de apă şi sub influenţa radiaţiilor ultraviolete, se transformă în acizi foarte toxici (acidul sulfuric şi acidul azotic). Aceste substanţe, ajunse în atmosferă, în urma activităţilor industriale, pot fi transportate de vânturile dominante la distanţe mai mici sau mai mari, căzând apoi pe sol sub formă de precipitaţii (ploaie, ninsoare, brumă sau prafuri acide). Apa de ploaie este uşor acidă din cauză cauza acidului carbonic (rezultat din combinarea CO2) dizolvat în ea. pH-ul normal al apei de ploaie "necontaminată" este considerat 5,6. Precipitaţiile acide sunt considerate cele în care apa are un pH sub 5,6. a.) Influenţa ploilor acide asupra apei Aciditatea apei este mai mare toamna, când precipitaţiile sunt mai frecvente şi primăvara, când poluanţii stocaţi în zăpada sunt cedaţi în prima faza a topirii zăpezii. Ploile acide conţin, de asemenea, o diversitate de elemente nutritive pentru plante: Ca, K, S, N, P precum şi o varietate de molecule organice şi produse ale industriei chimice. Creşte deci conţinutul apei lacurilor şi a sedimentelor în aceste substanţe. Apele afectate de depuneri acide pot avea drept efect dizolvarea unor toxine insolubile în apă aflate în bazinele şi reţelele de aducţiune a apei potabile; prezenţa acestor metale toxice aflate în bazinele şi reţelele de aducţiune a apei potabile poate dăuna grav sănătăţii populaţiei. Dacă posibilitatea de tamponare a solului este prea mică pentru a neutraliza aciditatea ploilor va avea loc o acidifiere a apelor freatice, a cursurilor de apă şi lacurilor.
b. Influenţa ploilor acide asupra solului Ploile acide conduc la creşterea acidităţii totale a solului, la absorbţia unor macroelemente din sol, la pierderi de humus, la inhibarea fenomenelor de nitrificare din sol etc. c. Influenţa ploilor acide asupra plantelor Frunzele pot fi puternic afectate prin deteriorarea stratului de ceară şi a epidermei sau prin extracţia şi spălarea elementelor nutritive. Contactul ploii acide cu frunza conduce la distrugerea cuticulei, apoi a celulelor epidermei de pe suprafaţa superioară a frunzei, urmată de distrugerea celulelor palisadice şi în final ambele suprafeţe ale frunzei sunt afectate. Răspunsul frunzei la acţiunea ploilor acide depinde de: durata expunerii, frecvenţa expunerii, intervalul dintre ploi, intensitatea ploii, mărimea picăturilor. Efecte vizibil negative asupra creşterii plantelor se obţin când vegetaţia este expusă la ploi cu pH sub 4. Sensibile la efectul ploilor acide sunt în general culturile legumicole şi sfecla de zahăr. Ploile acide au de asemenea o influenţă negativă şi asupra pădurilor, în mod direct asupra frunzei arborilor şi în mod indirect prin modificarea calităţii solului din care arborii îşi extrag substanţele nutritive. După unele studii rezultă că solurile pădurilor de conifere sunt cele mai expuse. d.) Influenţa ploilor acide asupra diferitelor materiale. Depunerile acide au un efect puternic de corodare a diferitelor metale, construcţii de piatră etc. e.) Influenţa ploilor acide asupra ecosistemelor acvatice Flora şi fauna acvatice sunt foarte sensibile la schimbarea pH-ului. Posibilităţile de protecţie a plantelor împotriva ploilor acide sunt reduse. De aceea se impune luarea unor măsuri de limitare la sursă a substanţelor acidifiante.
Deteriorarea stratului de ozon Stratul de ozon (O 3 - o formă molecutară de oxigen cu o mare capacitate de oxidare) este localizat în atmosferă la o altitudine de 10-15 km. El este important din punct de vedere ecologic prin funcţia de protecţie împotriva excesului de radiaţii ultraviolete. În atmosferă, în condiţii normale, cantitatea de ozon este relativ constantă; procesele prin care ozonul se distruge şi cele prin care ozonul se reface sunt într-un relativ echilibru. In ultimele decenii însă, ca urmare a activităţilor industriale, în atmosferă sunt eliminate gaze care perturbă acest echilibru. Principalul element chimic care intervine în oxidarea şi distrugerea moleculei de ozon este clorul ajuns în stratosferă care “sparge” moleculele de ozon. Clorul poate fi eliminat în atmosferă sub formă de CFC (clorofluorocarburi) utilizate ca solvenţi industriali, în refrigeratoare, în sprayuri, şi sub formă de teraclorură de carbon (solvent industrial). Alături de substanţele clorurate, efect nefavorabil asupra stratului de ozon au şi oxizii de azot NOx (produşi rezultaţi din arderea combustibililor fosili). Distrugerea stratului de ozon poate avea implicaţii importante asupra sănătăţii umane. O subţiere cu l % a stratului poate avea drept urmare o creştere cu 2% a intensităţii radiaţiei solare ultraviolete ajunsă la suprafaţa solului: rezultatul poate consta într-o creştere cu 5-7% a incidenţei cancerului de piele. Expunerea prelungită la radiaţii ultraviolete de intensitate ridicată poate, de asemenea, cauza o creştere a incidenţei cataractelor şi o slăbire generală a sistemului imunitar al organismului Fluxul mai intens de radiaţie ultravioletă poate afecta şi lanţurile trofice, atât cele acvatice (în felul acesta diminuând producţia de peşte), cât şi cele terestre. Influenţând nefavorabil fotosinteza plantelor terestre afectează direct producţia primară şi în consecinţă producţia de alimente. Pericolul de distrugere a stratulur de ozon, cu toate implicatiile lui, este in atenţia forurilor de decizie naţionale şi internaţionale. Cercetările recente au demonstrat că deasupra
Antarcticii stratul a fost distrus în proporţie de aproape 40 % iar deasupra Statelor Unite se apreciază că grosimea stratului s-a diminuat cu 2,3 până la 6%. Alerta internaţională şi presiunea opiniei publice din diverse tări au avut drept urmare incheierea în anul 1987 a Protocolului de la Montreal, ratificat de 150 de ţări, conform prevederilor căruia statele semnatare se obligă ca în viitorul apropiat să reducă cantitatea de CFC eliminată în atmosferă. Efectul de seră Se cunoaşte că atmosfera este, în principiu, mai rece decât suprafata Pământului. Astfel, o parte din radiaţia infraroşie emisă de suprafaţa terestră este absorbită de către componenţii naturali ai Atmosferei, mai ales de către vaporii de apă şi de dioxidul de carbon din aer. Atmosfera, la rândul ei, va emite un flux radiativ, din care o parte va fi îndreptată spre Pământ, generând efectul de seră natural, iar altă parte se îndreaptă către spaţiu. Datorită efectului de seră natural se produce încălzirea suprafeţei terestre şi a stratului de aer din vecinătate care, în absenţa acestui efect, ar avea o temperatură mai mică cu 33oC (-18oC în loc de 15oC). Echilibrul radiativ al sistemului Pământ-atmosferă se realizează atunci când răcirea rezultată prin emisiile de radiaţii IR (infrarosii) către spaţiu echilibrează energia netă primită de la Soare. Perturbarea bilanţului radiativ a fost numită impuls radiativ care poate fi pozitiv, când duce la creşterea temperaturii medii globale sau negativ când are efect invers. Datorită activităţii antropice, efectul de seră s-a intensificat în ultimul secol. Se apreciază că temperatura medie a aerului la suprafaţa pământului ar putea creşte, fapt ceea ce ar determina topirea gheţarilor şi, ca urmare, creşterea nivelului mărilor şi oceanelor. In consecinţă, apa mărilor şi oceanelor va acoperi suprafeţe tot mai mari de teren; creşterea temperaturii va determina şi modificări ale vegetaţiei. Analiza pe termen lung a procesului de încălzire globală, pe plan mondial, pe baza datelor referitoare la temperatura medie anuală a ultimilor 100 de ani, arată o încălzire, începând cu sfârşitul
secolulului al XIX-lea, cu 0,6 oC. Desigur, această încălzire nu poate fi imputată numai bioxidului de carbon şi celorlalte gaze menţionate; încălzirea globală actuală se desfăşoară şi pe fondul perioadei numite ,,Încălzirea recentă” care a început la jumătatea sec. al XIX-lea. Prevenirea şi combaterea poluării aerului Dintre măsurile de prevenire şi combatere a poluării mediului enumerăm: -
întreţinerea şi supravegherea utilajelor din industrie cu scopul evitării pierderilor accidentale de
substanţe toxice; -
aplicarea de tehnologii nepoluante;
-
utilizarea surselor nepoluante de energie, cum sunt: sursa eoliană, hidraulică, a mareelor etc.;
-
extinderea folosirii procedeelor care asigură reducerea poluării în cazul utilizării cărbunilor ca
sursa de energie; -
înlocuirea sau reducerea a cât mai mult posibil a transportului auto prin transportul cu
trenul; -
buna funcţionare a motoarelor cu ardere internă;
-
înlocuirea materialelor energofage în sensul că prin reducerea consumului de combustibili
fosili să se diminueze şi poluarea aerului; -
amplasarea întreprinderilor care poluează atmosfera la distanţa mai mari de localităţi, în
special complexele zootehnice în timp ce la unităţile industriale trebuie să se evite eliminarea poluanţilor în atmosferă prin filtrarea aerului poluant şi nu prin mărirea înălţimii coşurilor de evacuare a gazelor poluante. Poluarea apei Consumatorii de apă şi sursele de poluare ale apei
Cerinţele cele mai mari pentru apă le au agricultura şi industria, cu menţiunea că în timp ce agricultura scoate din circuitul hidrologic local apa utilizată, industria o restituie în proporţie foarte mare. Apele restituite sunt "ape uzate" şi au o compoziţie fizică, chimică, şi bacteriologică diferite faţă de apa prelevată. In ceea ce priveşte apa, prin poluare se înţelege alterarea calităţilor fizice, chimice şi biologice ale acesteia produsă direct sau indirect de activităţi umane sau de procesele naturale care o fac improprie pentru folosirea normală, în scopurile în care această folosire era posibilă înainte de a interveni alterarea. După provenienţă apele uzate pot fi împărţite astfel: a.) ape uzate menajere, în care poluanţii sunt: resturi alimentare, dejecţii, săpun, detergenţi, microorganisme etc. b.) ape uzate din zootehnie, în care poluanţii sunt: resturi de furaje, aşternut, dejecţii, microorganisme etc . c.) ape uzate industriale, împărţite în: - ape de răcire (poluantul este căldura), - ape uzate de spălare şi transport, - ape provenite din secţiile de producţie.
Principalii poluanţi ai apelor
In ape poluanţii se găsesc sub formă de substanţe dizolvate sau în stare de dispersie şi sunt constituiţi din substanţe organice şi anorganice. Poluanţii organici sunt specifici fabricilor de hârtie şi celuloză care poluează cantităţi mari de apă. Acest tip de poluanţi mai rezultă şi de la abatoare, industria alimentară (fabrici de conserve, fabrici de zahăr) etc. Ca produşi de descompunere a substanţelor organice rezultă fenoli, amine, uree, amoniac, nitraţi, nitriţi. De asemenea, industriile petrochimică, maselor plastice, fibrelor sintetice, detergenţilor, medicamentelor, coloranţilor folosesc cantităţi mari de apă. Poluanţii din aceste ape sunt în cantităţi mari iar unele dintre substanţe sunt toxice pentru diferite organisme. Poluanţii anorganici sunt caracteristici, în primul rând, industriei clorosodice (în special cu săruri de NaCl). Acest tip de poluanţi mai rezultă şi din industria petrolieră de extracţie şi industria petrochimică. Din industria chimică anorganică rezultă acizi şi baze libere (acid sulfuric, acid clorhidric, acid azotic etc.). Poluarea biologică rezultă din aglomerările umane (localităţi, şantiere e t c ) , zootehnie, abatoare etc. şi se caracterizează prin existenţa microorganismelor patogene care găsesc condiţii mai bune în apele calde, murdare, stătătoare. Prin apă pot fi transmise boli bacteriene, boli virotie , boli parazitare şi alte boli infecţioase; În funcţie de gradul de poluare, apele se grupează în trei categorii: polisaprobe (foarte puternic poluate), mezosaprobe (impurificate puternic până la moderat) şi oligosaprobe (considerate practic curate). Poluarea apei prin produsele utilizate în agricultură a.) Ingrăşămintele chimice
Administrarea îngrăşămintelor chimice în mod abuziv şi incorect, provoacă grave fenomene de poluare a apelor subterane şi de suprafaţă. Cercetările arată că un hectar de pământ cultivat pune la dispoziţia apelor care-l traversează aproximativ 400 kg substanţe solubile pe an din care cel puţin 1 kg de azot, însă pe măsură ce aplicarea îngrăşămintelor cu azot s-a intensificat, apele s-au îmbogăţit substanţial în nitraţi care, în exces, devin incompatibili cu viaţa. b.) Pesticidele Pesticidele prezintă toxicitate mare pentru om, floră şi faună. Ele ajung în sursele de apă prin scurgerea apelor din industria pesticidelor, prin scurgerea de pe solele tratate, prin transportul de către curenţii de aer, prin spălarea echipamentelor etc. De asemenea, sulful şi sulfatul de cupru mult folosiţi în viticultură pentru protecţia împotriva bolilor, ajung în ape provocând poluări marcante. Măsuri de prevenire a poluării surselor de apă cu pesticide constau în: delimitarea zonelor de protecţie sanitară de instalaţiile de apă şi interzicerea tratamentelor fitosanitare în această zonă; utilizarea corectă a pesticidelor, colectarea apelor de spălare de la aparatele şi recipientele în care au fost pesticide şi tratarea lor şi aerarea intensă a solurilor tratate pentru activarea degradării biochimice a pesticidelor şi producerea şi folosirea de pesticide cu toxicitatea redusă.
c.) Gunoiul de grajd O tonă de gunoi de grajd produce în sol 100 kg humus şi aduce 3-5 kg azot, 1-2 kg P 205 şi 3-6 kg K 2O. Dacă aceste produse nu sunt folosite ca îngrăşământ şi sunt deversate direct, fără epurări prealabile, ele formează permanente izvoare de impurificare a apelor, ducând la imposibilitatea folosirii acestora pentru adăpat animalele precum şi la distrugerea faunei şi florei acvatice. Eutrofizarea apelor
Eutrofizarea este o formă a poluării ecosistemelor, mai ales a apelor continentale stătătoare, prin introducerea unor cantităţi excesive de nutrienţi, ca urmare a activităţii umane. În ultima vreme procesul s-a extins şi a început să afecteze şi unele bazine maritime. Mecanismul ecologic general al acestui proces este relativ simplu. Nutrienţii, principali responsabili ai eutrofizării, sunt în primul rând fosforul (care în condiţii naturale, de obicei este în cantităţi mici şi reprezintă factorul limitant al dezvoltării vegetaţiei), apoi azotul. Creşterea concentraţiei lor în apă determină o înmulţire rapidă a algelor iar în zonele litorale din lacuri şi în alte ape de adâncime mică a macrofitelor acvatice. Resturile plantelor se depun iar descompunerea lor de către organisme mineralizatoare duce la consumul şi adesea dispariţia (periodică sau permanentă) oxigenului în sedimente şi în straturile adânci ale apei. Carenţa de oxigen duce la sărăcirea sau chiar dispariţia faunei bentonice şi la înlocuirea descompunătorilor aerobi prin cei anaerobi. Substanţa organică depusă în cantităţi mari, este degradată pe cale anaerobă doar parţial, se acumulează, iar bacteriile sulfat-reducătoare care-şi fac apariţia în aceste condiţii, duc la degajare de H 2 S, care intoxică sedimentele şi apele de profunzime. În timp, aceste schimbări duc la transformarea completă a structurii ecosistemelor, a modului lor de funcţionare, la deteriorarea calităţii apei, degradarea biocenozelor. Sursele de îmbogăţire a apelor cu nutrienţi sunt multiple. Din punct de vedere practic, al posibilităţilor de control al acestor surse, ele pot fi împărţite în punctiforme şi difuze. În prima categorie intră în general apele care se scurg prin sisteme de canalizare — deci scurgeri din aşezări omeneşti, din întreprinderi industriale. Aceste surse pot fi mai uşor controlate prin tehnologii care să permită diminuarea cantităţilor de nutrienţi eliminaţi sau extragerea mai ales a fosforului şi azotului din apele deversate, prin diverse procedee.
In a doua categorie, a surselor difuze, intră în primul rând îngrăşămintele folosite în agricultură, îngrăşăminte din care o parte importantă este dizolvată şi spălată prin ape de şiroire, de infiltraţie, sau prin sistemele de drenaj al apelor de irigaţii, ajungând în râuri sau în pânze freatice. Tot în această categorie sunt incluse deşeurile provenite din crescătorii intensive de animale precum şi din scurgerea unor mari cantităţi de detritus organic provenit din eroziunea solurilor. Controlul acestor surse este dificil şi, practic, singura posibilitate de a reduce influenţa lor este o gospodărire raţională, foarte atentă a resurselor. Poluarea termică a apei Poluarea termică afectează mai ales ecosistemele acvatice continentale (lacuri, ape curgătoare) şi unele zone litorale marine. Sursa principală a poluării termice o reprezintă apele de răcire de la centralele termoelectrice şi atomoelectrice care utilizează presiunea aburului pentru punerea turbinelor în mişcare. Apa de răcire este pompată dintr-un bazin natural (râu, lac) şi deversată ulterior înapoi în bazin. Trecând prin sistemul tuburilor de răcire a aburilor apa se încălzeşte, în medie cu 8—11 °C (de la 5 la 18 °C) peste temperatura iniţială. Adesea apa de răcire este clorinată pentru a împiedica dezvoltarea diferitelor microorganisme în sistemul de răcire. Creşterea temperaturii se produce cel mai mult în zona de deversare a apei de răcire. Din acest punct se creează o zonă cu gradient termic. Dacă deversarea se face întrun lac, apa caldă se răspândeşte pe suprafaţa lacului pe o zonă destul de întinsă. Într-un râu se produce treptat amestecarea apei calde cu apa râului, pe o distanţă variabilă. Din aceste motive se produc schimbări în structura fitoplanctonului. Este afectată şi producţia primară. La încălzirea până pe la 20°C, producţia primară înregistrează chiar o creş tere, dar la temper aturi mai ridicate se produce o inhibare a fotosintezei, scăderea cantităţii de fitoplancton şi a producţiei primare.
Se pot produce fenomene de eutrofizare ca urmare a creşterii temperaturii. Peştii fiind deosebit de sensibili la scăderea oxigenului, deoarece hemoglobina lor are o afinitate mai redusă faţă de oxigen, aceştia pot muri în masă, la o creştere chiar mică a temperaturii. Peştii mai sunt afectaţi şi de traumatismele mecanice. Fiecare specie, pentru parcurgerea normală a ciclului vital are nevoie de o anumită sumă a temperaturilor zilnice eficiente. Creşterea temperaturii mediului duce la satisfacerea accelerată a acestei cerinţe, deci la scurtarea ciclurilor vitale, schimbarea dimensiunilor indivizilor, schimbarea structurii pe vârste şi dimensiuni a populaţiilor, schimbarea perioadelor de ecloziune a larvelor, de apariţie a adulţilor etc. De pildă, temperatura crescută a apei face ca ecloziunea multor insecte să se producă mult mai devreme decât în mod normal, când în afara apei vremea e încă prea rece pentru ele — ceea ce poate periclita reproducerea lor. Grăbirea ciclurilor vitale duce, la animale poikiloterme acvatice, la scăderea dimensiunilor maxime de la fiecare clasă de vârstă şi deci la scăde rea biomas ei . Scăderea biomasei de nevertebrate afectează semnificativ baza trofică a peştilor. Prevenirea şi combaterea poluării apei Una din măsurile de prevenire sau limitare a poluării apelor constă în epurarea apelor uzate înainte de deversare în emisari. Epurarea apelor reprezintă totalitatea tratamentelor aplicate, care au ca rezultat diminuarea conţinutului de poluanţi, astfel încât cantităţile rămase să determine concentraţii mici în apele receptoare, care să nu provoace dezechilibre ecologice şi să nu poată stânjeni utilizările ulterioare.
Fluxul tehnologic al epurării cuprinde 3 trepte:
Treapta mecanică în care se reţin şi se îndepărtează corpurile decantabile şi cele plutitoare cu ajutorul grătarelor, sitelor, deznisipatoarelor, decantoarelor etc. Grătarele sunt rare şi dese (fine). Grătarele fine separă, compactează şi spală rejecţiile din apă mai mari de 10 mm. Deznisipatoarele asigură decantarea nisipului din apele reziduale pe fundul bazinelor precum şi separarea grăsimilor prin procedeul flotaţiei, printr-un proces de barbotare puternică cu aer. În decantoarele primare, nămolul este decantat iar ulterior este transportat în partea din amonte a decantorului, de unde este evacuat. Treapta chimică în care apa este tratată cu coagulanţi (sulfat de aluminiu, clorură ferică etc.) pentru coagularea diferitelor substanţe mai uşor de separat şi îndepărtat. Substanţele acide sau bazice sunt neutralizate. Treapta biologică in care sunt eliminaţi poluanţii organici biodegradabili folosind microorganisme ce le utilizează ca hrană. Din procesul de fermentare a nămolului rezultă biogaz care se utilizează pentru producerea de energie termică, respectiv energie electrică (cu ajutorul unui motor de tip Diesel, adaptat pentru a funcţiona pe biogaz, cu o concentraţie minimă de 40% biogaz). Surplusul de biogaz se poate stoca în gazometre. Nămolul fermentat îngroşat se pompează spre staţia de deshidratarea nămolului care este dotată cu instalaţii de centrifugare a nămolului. În cazul scoaterii din funcţiune a instalaţiei de centrifugare a nămolului sunt utilizate platformele pentru uscarea nămolului. Atât apele epurate cât şi nămolurile provenite din zootehnie pot fi valorificate cu succes în agricultură însă nu înainte de a se cunoaşte caracteristicile epizootologice pentru a evita contaminarea solului cu agenţi patogeni . Calitatea apei este stabilită prin normative (STAS-uri). Indicatorii de calitate sunt: organoleptici (miros, culoare), microbiologici (bacterii coliforme, streptococi etc.) fizici şi chimici (pH, ioni amoniu, nitraţi, nitriţi, consum biochimic de oxigen – CBO5, consum chimic de oxigen – CCO etc).
Cel mai important indicator de poluare al apei este CBO5 (consum biochimic de oxigen). CBO5 este cantitatea de oxigen consumată de microorganisme în termen de 5 zile pentru descompunerea biochimică a substanţelor organice conţinute în apă. Acest indice se măsoară în miligrame de oxigen necesare la 1 litru de apă (mg/l). Poluarea solului Poluarea solului este cauzată de pulberile şi gazele nocive din aer, de apele reziduale, de deşeurile de natură industrială sau menajeră, dar mai ales de pesticidele şi de îngrăşămintele chimice folosite în agricultură. Poluarea cu îngrăşăminte chimice Dezvoltarea agriculturii moderne intensive este indisolubil legată de utilizarea îngrăşămintelor, cele cu azot, fosfor şi potasiu ocupând locul principal. Efectul poluant al îngrăşămintelor chimice rezultă din faptul că, unele din ele conţin numeroase impurităţi toxice, sau sunt folosite în cantităţi excesive. Fiind solubile în apă, atât impurităţile cât şi excesul de îngrăşământ, neutilizat de plante este spălat şi ajunge în apele freatice, în râuri, lacuri, în apa potabilă şi deci la om. Efectul poluant cel mai intens îl determină utilizarea în exces a azotaţilor. Caracterul dăunător al excesului de nitraţi şi al prezenţei lor în pânza freatică a râurilor, constă în intensificarea procesului de eutrofizare, iar prezenţa lor în apa potabilă este periculoasă pentru sănătatea omului. Din plante, azotaţii ajung la om, în tubul digestiv, unde în condiţii reducătoare, datorită florei intestinale, se transformă în azotiţi care sunt foarte toxici. Ei se combină cu hemoglobina, formând methemoglobina care nu poate fixa oxigenul, situaţii în care apar grave anemii. Studii recente au arătat că azotaţii, în tractusul intestinal, pot să se transforme în nitrosamine, substanţe cu acţiune cancerigenă. Nu numai îngrăşămintele cu azot dar şi superfosfaţii prezintă toxicitate, datorită unor impurităţi care intră în compoziţia lor. Astfel fosforul acumulat în sol şi apă poate deveni inhibant al
proceselor vitale al plantelor: anhidrida fosforică în sol duce la o carenţă de zinc şi implicit la scăderea recoltelor. Pentru a preîntâmpina scăderea productivităţii solului ca urmare a chimizării, se recomandă asocierea îngrăşămintelor chimice cu cele organice sau alternarea administrării lor, astfel ca îngrăşămintele organice să fie administrate cel puţin la 3-4 ani. Pentru a avea o vedere cât mai cuprinzătoare a situaţiei calităţii solurilor agricole şi a cunoaşterii dinamicii acestuia, în cadrul Institutului pentru Pedologie şi Agrochimie din Bucureşti s-a instituit sistemul naţional de monitoring al calităţii solurilor agricole, cu elaborarea în fiecare an a unei analize privind starea de calitate a solurilor agricole din ţară. Pentru perspectiva imediată şi îndepărtată, o problemă îngrijorătoare prezintă poluarea solurilor datorită irigării cu apă din unele râuri în care se deversează substanţe toxice şi reziduuri petroliere (Argeş, Olt, Mureş, Prahova). Complexele de creştere în sistem industrial al porcilor şi păsărilor, reprezintă surse serioase de poluare a solurilor, În România, suprafeţe importante de terenuri sunt scoase din folosinţă agricolă prin acoperirea lor cu diferite deşeuri şi reziduuri, care totalizează o cantitate de peste 300 milioane tone şi acoperă o suprafaţă de aproximativ 22 mii hectare. Pentru stoparea procesului de secătuire a solului în humus şi în elemente nutritive cu compensarea acestor elemente prin promovarea unor sisteme de fertilizare perfecţionată. Acest sistem trebuie să includă în mai mare măsură folosirea îngrăşămintelor organice şi verzi, creşterea ponderii plantelor leguminoase fixatoare de azot atmosferic, precum şi a plantelor perene care contribuie la îmbunătăţirea solului în materie organică şi a structurii acestuia.
Poluarea cu pesticide
Descoperirea şi diversificarea pesticidelor utilizate astăzi a început în timpul şi mai ales după cel de-al doilea război mondial, când s-a trecut la producţia pe scară largă a insecticidelor organoclorurate, organofosforice, erbicidelor, fungicidelor, raticidelor etc. de mare eficacitate şi adesea foarte selective în distrugerea anumitor grupe de microorganisme, plante superioare, animale nevertebrate sau mamifere. Pesticidele cu mare toxicitate pot să degradeze biocenozele din sol, îndeosebi detritofagii şi microorganismele din sol cu rol în descompunerea şi mineralizarea materiei organice moarte. Prin aceasta sunt dereglate şi circuitele biogeochimice ale elementelor în natură. Pesticidele afectează în mod deosebit râmele care au un rol primordial în asigurarea fertilităţii solului. Răspândirea cea mai largă o au pesticidele organoclorurate, grup din care face parte DDT-ui şi derivaţii săi. Se ştie că 2,4 D şi DDT-ui ajunşi în sol întrerup temporar procesul de nitrificaţie, ceea ce îngreunează aprovizionarea plantelor cu hrană. Compuşii organocloruraţi, ca de altfel multe alte pesticide, cu o mare stabilitate chimică în condiţiile mediului natural, se degradează producându-se foarte lent (DDT-ul are timpul de înjumătăţire de circa 20 ani), sunt greu solubili în apă şi foarte solubili în grăsimi, acumulânduse în grăsimea animalelor şi plantelor. Omul, utilizează pesticidele pentru a distruge un număr restrâns de organisme ce echivalează cu 0,5% din totalul speciilor ce populează biosfera, dar ele acţionează în mod cu totul diferit asupra tuturor organismelor. Administrarea lor este îndreptată asupra populaţiilor şi nu a indivizilor izolaţi. Mecanismele de acţiune fiziologică asupra organismelor nu se cunosc decât parţial la unele substanţe şi doar la unele organisme. Astfel, în ceea ce priveşte organocloruratele (în special DDT-ul) se ştie că acestea acţionează asupra sistemului nervos şi a metabolismului hormonilor sexuali la nevertebrate şi asupra sistemului nervos la vertebrate.
Compuşii organofosforici sunt extrem de toxici, inhibă enzime, afectează sistemul nervos atât la insecte, la artropode cât şi la homeoterme. Cantitatea de pesticide utilizată este în general superioară celei necesare pentru distrugerea paraziţilor şi dăunătorilor, existând totdeauna o supraîncărcare a tratamentului. Pesticidele afectează zone foarte întinse, de zeci de milioane de hectare. Marea stabilitate a pesticidelor agravează şi mai mult acest tip de poluare. O mare parte din dăunătorii şi paraziţii culturilor devin rezistenţi. Folosirea abuzivă a pesticidelor are drept urmare acumularea lor în numeroase produse alimentare, în special cele proaspete. Efectele directe ale tratamentelor cu pesticide provoacă dispariţia unui număr mare de indivizi ai populaţiilor animale şi vegetale din zonele tratate în afara celor vizaţi. Pulverizarea insecticidelor din avion, deasupra pădurilor poate provoca intoxicaţii puternice în special a faunei forestiere. Utilizarea de către păsări a seminţelor tratate cu insectofungicide organoclorurate poate de asemenea reduce efectivele lor. Efectele indirecte ale pesticidelor rezultă din circulaţia şi acumularea lor de-a lungul lanţurilor şi reţelelor trofice. Pesticidele din biomasa vegetală, trec apoi şi contaminează fitofagii cu o acumulare la nivelul carnivorelor. Problema atitudinii faţă de pesticide este complexă ţinând seama de utilitatea lor pe de o parte şi efectele negative asupra omului pe de altă parte. Producerea şi utilizarea lor, deocamdată nu poate fi oprită; sunt însă necesare măsuri severe de interzicere a folosirii acestor substanţe cu toxicitate şi remanentă mare. Tipul de sol are un rol deosebit în reţinerea pesticidelor; astfel solurile argiloase bogate în materii organice păstrează mai bine aceste substanţe şi reziduurile lor comparativ cu cele nisipoase. Pentru evitarea poluării solului cu pesticide vor fi folosite numai cele uşor degradabile.
Depoluarea solului de reziduuri de pesticide se face prin administrarea unor adjuvanţi, cultivarea unor anumite plante, utilizarea unor microorganisme. Soluţia cea mai eficientă, atât pentru combaterea dăunătorilor cât şi pentru protecţia mediului, constă în reducerea treptată, în interval, a pesticidelor utilizate în prezent, cu tendinţa de a le înlocui în totalitate 4. Măsuri pentru protecţia mediului şi combaterea deteriorării
În sens larg, biodiversitatea trebuie înţeleasă nu numai etimologic, ca diversitatea a sistemelor biologice ci include şi diversitatea sistemelor ecologice. Ea trebuie abordată sub mai multe aspecte: a) Diversitatea sistemelor ecologice ca sisteme suport al vieţii, include diversitatea formelor de organizare a vieţii ( populaţii, specii, biocenoze) şi diversitatea habitatelor; b) Diversitatea taxonomică, numită şi diversitate în sens restrâns, include diversitatea taxonilor din cadrul ierarhiei taxonomice (speciilor, genurilor, familiilor, ordinelor, regnurilor); c) Diversitatea genetică include diversitatea structurii genetice a populaţiilor, speciilor (inclusiv a speciei Homo sapiens sapiens); d) Diversitatea etnică, lingvistică şi culturală a sistemelor socio-umane. Biodiversitarea taxonomică, genetică şi a sistemelor ecologice reflectă diversitatea Capitalului Natural, iar biodiversitatea etno-culturală reflectă diversitatea Capitalului social şi a celui creat de populaţiile umane. Capitalul Natural cuprinde sistemele ecologice naturale şi seminaturale (ecosisteme şi complexe de ecosisteme terestre şi acvatice continentale, marine, oceanice) şi sistemele ecologice antropizate (agrosisteme, plantaţii forestiere, ferme zootehnice, ferme pentru acvacultură, lacuri de acumulare). Habitatul este reprezentat de spaţiul fizic cu componentele sale chimice (factorii abiotici) şi biologici (hrana) care asigură condiţiile pentru instalarea şi menţinerea unei populaţii/specii de plante sau animale. Cea mai eficientă cale de conservare a biodiversităţii nu pune în prim plan conservarea diversităţii speciilor ci pe cea a diversităţii sistemelor ecologice suport al vieţii, care include diversitatea specifică, a habitatelor şi a sistemelor biologice supraspecifice.
Conservarea complexelor de ecosisteme presupune: •
•
•
•
Păstrarea unei heterogenităţi în cadrul fiecărui ecosistem, Păstrarea tuturor tipurilor de ecosisteme existente la nivelul complexelor respective de ecosisteme, Menţinerea unui anumit raport (ca pondere de reprezentare) între ecosistemele naturale, seminaturale şi antropizate Menţinerea legăturilor spaţiale, a relaţiilor existente între sisteme naturale de acelaşi tip.
1. Argument
Omul este o parte inseparabilă a naturii. El se supune într-o anumită măsură legilor care guvernează ecosfera, dar şi propriilor sale legi de dezvoltare. În cadrul interacţiunilor reciproce dintre natură şi societatea umană apar nu numai consecinţe aşteptate, ci depărtate, neprevăzute, ce pot anula însemnătatea primelor şi care se manifestă prin diverse dezechilibre ecologice, dacă în raportul cu natura nu se ţine seama în mod conştient de legile sale. Nu este nici o îndoială că factorul antropic a provocat rupturi de echilibre biologice, bioclimatice şi chiar gravitaţionale (alunecările de teren). Exploatarea şi deteriorarea mediului s-a intensificat apoi progresiv pe măsura creşterii populaţiilor umane şi a progresului de industrializare. În scurta perioadă care s-a scurs de la începutul revoluţiei industriale, capacitatea omului de a schimba şi domina mediul său natural a crescut cu o viteză îngrijorătoare. Datorită acumulării în ecosferă a numeroase deşeuri ale activitaţilor umane a apărut fenomenul de poluare care a cuprins toate mediile de viaţă: aerul, apa, solul, etc. La acţiunea poluării trebuie adăugate o serie de alte cauze ale deteriorării ca: defrişarea pădurilor, suprapăşunatul, transportul unor specii dintr-o zonă în alta, extragerea din ecosisteme a unor cantităţi de produse minerale sau de natură biologică, etc. În prezent gândirea ecologică a pătruns în toate domeniile vieţii sociale: ştiinţă, economie, tehnică, politologie, etc.
5. Bibliografie
1. Petre Neacşu, Ion Olteanu, Edmond Gabriel Olteanu - Ecologie şi protecţia juridică a mediului, Editura Universitatea Craiova 2. Irina Teodorescu, Geta Rîşnoveanu, Claudia Manuela Neguţ – Ecologie şi protecţia mediului, Editura Constelaţii 3. Nicolae Găldean, Gabriela Staicu – Ecologie şi protecţia mediului, Editura Economică Preuniversitaria 4. Victor Tufescu, Grigore Posea, Aurel Ardelean – Geografia mediului înconjurător,
Editura Didactica şi Pedagogică 5. Barnea M., Calciu Al. – Ecologia umană, Editura medicală 6. Dinu V. – Mediul înconjurător în viaţa omenirii contemporane, Editura Ceres
Cuprins
1. Argument 2. Ecosistemul 2.1 Biotopul Factorii geografici Factorii mecanici Factorii fizici Factorii chimici 2.2 Biocenoza Structura biocenozei 2.3 Funcţiile ecosistemului 3. Căi de deteriorare 3.1 Deteriorarea ecosistemelor prin eroziune
