Čedomir Crnogorac – Muriz Spahić
OSNOVI GEOEKOLOGIJE
Banja Luka Februar, 2012. godine
Prof. dr Čedomir Crnogorac – Prof. dr Muriz Spahić OSNOVI GEOEKOLOGIJE
Izdavač „ARTPRINT“, Banjaluka
Urednik Vladimira Stijak - Ilisić
Recenzenti Dr Đuro Marić, red. prof. Univerziteta u Banjoj Luci Dr Mirko Grčić, red. prof. Univerziteta u Beogradu
Tiraž 200 primjeraka Tehnička priprema, korektura i štampa „ARTPRINT“, Banjaluka Za štampariju Milan Stijak
Knjiga i njeni dijelovi ne smiju se umnožavati, fotokopirati niti reprodukovati bez saglasnosti autora knjige
PREDGOVOR Početak trećeg milenijuma označava, između ostalog, i nastojanje humane populacije da smanji destrukciju geografskog omotača, odnosno destrukciju životne sredine. Kriza životne sredine nije akutna bolest koja je iznenadila humanu populaciju, niti su procesi, koji su doveli do te krize, „izum“ sadašnje generacije. Antropogeni tokovi materije i energije su već poodavno uključeni u prirodne tokove i procese. Prvi talas promjena na našoj planeti rezultat je uspona čovjeka i početka njegove dominacije nad prirodnom sredinom. Sa etičkog stanovišta, postavlja se pitanje: ima li razlike u paljenju šuma od strane ljudi prije 10000 godina radi dobijanja novih poljoprivrednih površina i krčenja šuma u XXI vijeku u cilju dobijanja sirovina za industrijsku preradu? Razlika je samo u obimu dominacije (eksploatacije), jer liderska pozicija u okviru živog svijeta naše planete je dovela do toga da se humana populacija, veoma dug vremenski period svog istorijskog razvoja, nije obazirala na negativne efekte svojih intervencija u prirodnoj sredini. Sve transformacije prirodne sredine, koje imaju antropogeni korijen, a kojih čovjek dugo nije bio svjestan, uvijek su bile praćene nizom posljedica po humanu populaciju. Svojim aktivnostima čovjek je značajno poremetio odvijanje mnogih prirodnih procesa i praktično ozbiljno ugrozio elemente prirodne i greografske sredine. Te aktivnosti su rezultat, prije svega, demografskog rasta humane populacije koja ipak ima limitirane prostorne i privredne kapacitete na našoj planeti, pa se koncentracija ljudi i privrednih aktivnosti odvija na relativno suženom geografskom prostoru. Zbog toga privredna ekspanzija osim brojnih promjena, vezanih za kvalitet života (standard stanovništva), dovodi i do pojave različitih negativnih procesa. Prostori intenzivne privredne aktivnosti su ujedno i prostori (izvori) najvećeg zagađenja. Danas već preovladava mišljenje da narušeni ekvilibrijum između elemenata prirodne sredine nije moguće ponovo uspostaviti, ali u isto vrijeme jača uvjerenje da se negativni procesi po čovjeka i živi svijet mogu, i moraju kontrolisati. Geografija, kao nauka koja proučava međusobne odnose prirodnih i društvenih faktora na Zemlji, koja prati i objašnjava pojave i procese narušavanja kvaliteta geografskog prostora, ukazuje na puteve/načine razjašnjenja teškoća vezanih za sve veću ugroženost životne sredine. Kao mostovna nauka (dijelom zalazi u sistem prirodnih a dijelom u sistem društvenih nauka) geografija je suštinski predodređena za višedimenzionalno i raznovrsno sagledavanje zaštite životne sredine. Jedan od zadataka ove knjige je da svojevrsnu krizu životne sredine prati i objašnjava na poseban, specifično geografski način. Stoga se geografija razlikuje od ekologije, biologije, hemije, medicine, fizike, prava, ekonomije, sociologije, etike i drugih nauka koje takođe prate krizu čovjekovog prisustva na našoj planeti. Negativne promjene u geografskom omotaču povećale su interes za istraživanja koja se odnose na probleme zaštite i uređenja geografskog prostora. U knjizi je, takođe, naglašen geoekološki i environmentalni pristup koji odražava strateški interes savremene geografije, kao sistema geografskih nauka, u rješavanju uzajamnih odnosa dvije grupe elemenata geografske sredine: prirodnih i društvenih. Termin environmentalni je izveden od engleskog termina „Environmental Science“ (Nauka o životnoj sredini). To je u suštini geografski termin (ili termin koji se koristi u geografskim osnovama životne sredine) koji treba da amortizuje preširoku upotrebu termina ekološki (u suštini biološkog termina); etimološki i jedan i drugi termin imaju korijen u stranim jezicima;
environmentalni afirmiše suštinu životne sredine i bliži je geografskom shvatanju životne sredine a ima multidisciplinarni značaj; termin ekološki je usko vezan za biologiju i ne odražava društveno biće čovjeka. Redoslijed izlaganja (sadržaja) je definisan u okviru geografije kao mostovne nauke, odnosno nauke o dinamičnim teritorijalnim sistemima, koji su formirani na topografskoj površini naše planete uslijed međudejstva društva i prirode, odnosno nauke i o zakonima i zakonomjernostima razvitka i postojanja tih sistema. Prepuštamo čitaocima da sami definišu, nakon čitanja ponuđenog teksta, vlastiti stav prema zaštiti životne sredine, kako na globalnom, tako i na lokalnom nivou. Unaprijed zahvaljujemo svima onima koji će knjigu tek čitati, očekujući i njihove dobronamjerne primjedbe.
Autori
SADRŽAJ GEOEKOLOŠKI METODSKO – METODOLOŠKI ASPEKTI ŽIVOTNE SREDINE 1. UVOD ........................................................................................................................................... 2. ŽIVOTNA SREDINA ................................................................................................................ 2.1. OSNOVNA POIMANJA (SHVATANJA) ŽIVOTNE SREDINE ........................................... 2.1.1. Pojam životne sredine i definicija ........................................................................................... 2.1.2. Nauka o životnoj sredini ......................................................................................................... 2.1.2.1. Metodi i metodologija istraživanja životne sredine ....................................................... 2.1.3. Prirodna i geografska sredina .................................................................................................. 2.1.4. Ekologija i životna sredina ...................................................................................................... 2.1.4.1. Nastanak i razvoj ekologije ............................................................................................. 2.1.4.2. Grane ekologije ............................................................................................................... 2.1.4.3. Ekološki faktori ............................................................................................................... 2.1.4.4. Ekosistem – osnovne karakteristike i definicije .............................................................. 2.1.5. Geoekologija i životna sredina ................................................................................................ 2.1.5.1. Landšaft (pejzaž) ............................................................................................................. 3. OSNOVE PLANETARNIH SISTEMA I SISTEMNOST ŽIVOTNE SREDINE ................ 3.1. GEOGRAFSKI OMOTAČ ........................................................................................................ 3.1.1. Osnovna svojstva geografskog omotača ................................................................................. 3.1.2. Sastav i struktura geografskog omotača ................................................................................. 3.2. AKSIOMI, ZAKONI I ZAKONOMJERNOSTI U GEOGRAFSKOM OMOTAČU .............. 3.2.1. Aksiomatičnost geografskog omotača .................................................................................... 3.2.2. Zakon cjelovitosti .................................................................................................................... 3.2.3. Kruženje materije i energije .................................................................................................... 3.2.4. Ritmičnost, cikličnost, i periodičnost u geografskom omotaču .............................................. 3.2.5. Samoregulativnost geografskog omotača ............................................................................... 4. METODE I METODOLOGIJA GEOEKOLOŠKIH ISTRAŽIVANJA .............................. 4.1. METODE ANALIZE I SINTEZE U GEOEKOLOGIJI ........................................................... 4.1.1. Vrste analitičkih i sintetičkih postupaka u ocjeni kvaliteta životne sredine ........................... 4.2. STATISTIČKI METOD U GEOEKOLOGIJI .......................................................................... 4.3. KLASIFIKACIJA KAO METOD U ISTRAŽIVANJU ŽIVOTNE SREDINE ....................... 4.4. METOD NEPOSREDNOG POSMATRANJA SREDINE ....................................................... 4.5. TELEDEKTECIONE METODE U ISTRAŽIVANJU ŽIVOTNE SREDINE ......................... 4.6. METODA EKSPERIMENTA U ISTRAŽIVANJU ŽIVOTNE SREDINE ............................. 4.7. METODE OCJENE I VALORIZACIJE ŽIVOTNE SREDINE ............................................... 4.7.1. Regionalizacija geografskog prostora i valorizacija životne sredine ...................................... 4.7.2. Metod kvalitativne valorizacije sredine .................................................................................. 4.8. GEOEKOLOŠKE PROGNOZE ŽIVOTNE SREDINE ............................................................
5. OSNOVNI DRUŠTVENOGEOGRAFSKI UZROCI NARUŠAVANJA KVALITETA ŽIVOTNE SREDINE ............................................................................................................... 5.1. RAST LJUDSKE POPULACIJE I ŽIVOTNA SREDINA ....................................................... 5.1.1. Regionalne razlike demografske eksplozije ............................................................................ 5.1.2. Osnovni izvori ljudske egzistencije i kvalitet životne sredine ................................................ 5.2. URBANIZACIJA I ŽIVOTNA SREDINA ............................................................................... 5.2.1. Osnovi tokovi urbanizacije svijeta .......................................................................................... 5.2.2. Savremene etape urbanizacije ................................................................................................. 5.2.3. Geografske posljedice urbanizacije ........................................................................................ 5.2.4. Urbani sistemi – pretpostavka optimizacije društva i prirode ................................................ 5.3. OSNOVNI EKONOMSKOGEOGRAFSKI ASPEKTI ŽIVOTNE SREDINE ........................ 5.3.1. Kratak istorijsko – geografski pregled eksploatacije rudnih resursa ...................................... 5.3.2. Energija – sveopšti pokretač razvoja čovječanstva ................................................................. 5.3.3. Uticaj energije na kvalitet životne sredine .............................................................................. 5.3.4. Budućnost mineralnih resursa ................................................................................................. 5.3.5. Prognoze razvoja svjetske energije ......................................................................................... 6. OSNOVNI FAKTORI ŽIVOTNE SREDINE .......................................................................... 6.1. VAZDUH ................................................................................................................................... 6.2. VODA ........................................................................................................................................ 6.3. ZEMLJIŠTE ............................................................................................................................... 7. UGROŽENI GEOKOMPLEKSI ŽIVOTNE SREDINE ........................................................ 7.1. ATMOSFERSKI KOMPLEKS – AEROZAGAĐENOST ....................................................... 7.1.1. Osobine zagađujućih materija ................................................................................................ 7.1.2. Efekti zagađenja vazduha ....................................................................................................... 7.1.3. Zaštita od zagađivanja vazduha .............................................................................................. 7.2. HIDROSFERNI KOMPLEKS .................................................................................................. 7.2.1. Vrste i izvori zagađivanja voda ............................................................................................... 7.2.1.1. Prirodno zagađivanje voda ......................................................................................... 7.2.1.2. Klasifikacija kvaliteta kopnenih voda ......................................................................... 7.2.1.3. Hemijsko zagađivanje voda ........................................................................................ 7.2.1.4. Industrijske otpadne vode ........................................................................................... 7.2.1.5. Fizičko zagađivanje voda ........................................................................................... 7.2.1.6. Biološko zagađivanje voda ......................................................................................... 7.2.2. Zaštita voda od zagađivanja .................................................................................................... 7.3. PEDOSFERNI KOMPLEKS ..................................................................................................... 7.3.1. Načini i vrste ugrožavanja i zagađivanja zemljišta ................................................................. 7.3.2. Erozija zemljišta ...................................................................................................................... 7.3.3. Destrukcija zemljišta i površinski kopovi kao oblik fizičke degradacije zemljišta ................ 7.3.4. Antropogeni uticaji na zemljište ............................................................................................. 7.3.4.1. Zagađivanje zemljište čvrstim otpadom ...................................................................... 7.3.4.2. Zaštita i popravljanje (sanacija) zemljišta ................................................................. 7.4. BIOSFERNI KOMPLEKS ........................................................................................................ 7.5. RADIOAKTIVNO ZAGAĐIVANJE ŽIVOTNE SREDINE ................................................... 7.5.1. Definicija radioaktivnosti i jonizujućeg zračenja ...................................................................
7.5.2. Doze i jedinice mjerenja radioaktivnog zračenja .................................................................... 7.5.3. Prirodni izvori zračenja ........................................................................................................... 7.5.4. Električna i magnetna polja u životnoj sredini ....................................................................... 7.5.5. Vještačka radioaktivnost ......................................................................................................... 7.5.6. Nuklearni otpad i problem bezbjednog deponovanja ............................................................. 7.5.7. Radioaktivna zagađenja naše planete ...................................................................................... 8. MONITORING (KONTROLNI) SISTEM – SISTEMI PRAĆENJA, NARUŠAVANJA I ZAGAĐIVANJA ŽIVOTNE SREDINE ................................................................................. 8.1. POJAM MONITORINGA ......................................................................................................... 8.2. KLASIFIKACIJA SISTEMA MONITORINGA ...................................................................... 9. USKLAĐENI (ODRŽIVI) RAZVOJ ....................................................................................... 10. PRILOZI – DEKLARACIJA KONFERENCIJE UN O ČOVJEKOVOJ SREDINI ........ 10.1. DEKLARACIJA KONFERENCIJE UN O ČOVJEKOVOJ SREDINI .................................. 10.2. RIO DEKLARACIJA O ŽIVOTNOJ SREDINI I RAZVOJU ................................................ 10.3. KONVENCIJA O BIOLOŠKOM DIVERZITETU ................................................................ 10.4. PRINCIPI PLANIRANJA ODRŽIVOG GRADA .................................................................. 10.4.1. Zeleni dokument o gradu ...................................................................................................... 10.4.2. Agenda 21. ............................................................................................................................ 10.4.3. Deklaracija o međuzavisnosti za održivu budućnost ............................................................ 10.4.4. Hanoverski principi ...............................................................................................................
1. UVOD Tokom istorijskog razvoja ljudskog društva čovjek je planski, stihijski, namjerno i nenamjerno činio i unosio razne promjene u svoje prirodno uokruženje, koje ujedno predstavlja i njegovo stanište – njegov životni okvir. Učinjene promjene posljedica su neprekidnog nastojanja da svoj životni okvir prilagodi svojim tekućim materijalnim i kulturnim potrebama. Izmjene koje u prirodi čini humana populacija dvostrukog su karaktera. One su najčešće namjerne, kao neposredan izraz težnji za materijalnom koristi i nenamjerne, kao posljedica stalnog prisustva u prirodnoj sredini. Sve promjene u okviru prirodne sredine koje izaziva čovjek, redovno su praćene nizom posrednih promjena koje čovjek zbog nepoznavanja funkcionisanja geosistema, njegovih zakona i zakonomjernosti nije mogao predvidjeti. Mijenjajući prirodu, čovjek istovremeno preobražava prirodne životne zajednice, kojima i sam pripada. U početnom stadiju razvoja civilizacije,1 uticaj humane populacije na preobražaj prirodnog okruženja nije se mnogo razlikovao od uticaja zoocenoze. Razvojem svijesti kod čovjeka, postepeno, prioritet predstavlja planski pristup u mijenjanju, prvo njegovog okruženja, a potom i prirodne sredine. U početku se čovjek neposredno i elementarno koristio prirodom, a promjene nastale u njoj posljedica su njegovog pojednostavljenog pristupa. Sam razvoj civilizacije je doveo do težnje humane populacije da mijenja prirodu i da prisiljava određene geokomponente (voda, vazduh, tlo) da joj budu podređene; u suštini tako je čovjek pokušao ovladati prirodom. Promjene koje su na taj način učinjene u prirodnoj sredini, su značajne i obimne. Pored velikih korisnih promjena prirodne sredine značajnih za razvoj metrijalne i duhovne kulture, višestruke su i po razmjerama često katastrofalne i one neželjene promjene, koje su posljedica neracionalnog i nekontrolisanog korištenja prirodnog okruženja. Današnji razvoj civilizacije uz snažan uspon privrede, porast ljudske populacije, nezaustavljiv proces urbanizacije i evidentan razvoj naučno – tehničke revolucije prepoznatljiva su karakteristika oštre konfrotacije između prirodne sredine i društveno – ekonomskog progresa. Naučno – tehnička revolucija je u velikoj mjeri stimulisala povećanje proizvodnje i osnažila proizvodne odnose, što je uslovilo višestruke antropogene uticaje na prirodnu i geografsku sredinu. Poremećeno funkcionisanje geosistema prevashodno je povezano sa neracionalnim korištenjem geokomponenata, posebno vode, vazduha i tla i njihovog povratka u obliku zagađivača u medij (fizičku sredinu) iz koje su uzeti. Kao takvi oni se ne mogu uključiti u velike geografske kružne tokove. U pojedinim geosistemima sve su prisutniji slučajevi ekoloških katastrofa, koji su prema nekim mišljenjima neizbježne i u direktnoj su vezi sa neracionalnim iskorištavanjem prirodnih resursa. Zbog toga se neminovno nameću brojna pitanja: šta proizvoditi u narednom periodu, kako racionalno koristiti prirodna bogatstva, kako geografsku sredinu dovesti u približne prirodne okvire ? U tom smislu postoje naučna gledišta koja vode na to da bi prirodi trebalo vratiti ono što je od nje uzeto (kamo sreće samo pozajmljeno), kako bi ona postala biološki zdrava, odisala estetikom i bila povoljna za život. Ovi problemi su zvanično dobili svoje mjesto u globalnoj svjetskoj politici i ponekad se porede sa političkim krizama koje mogu da prerastu u ratne sukobe. Političke krize su, međutim, vremenski kraće, periodično izražajne i regionalno (prostorno) ograničene, a rješenja najčešće zavise od političkih dogovora. Za razliku od političkih kriza, kriza uzajamnosti između prirode i humane populacije je, u Civilizacija (nlat. civilisatio) – stepen kulture koji dolazi iza varvarstva i na kome se, malo po malo, čovjek privikava da živi u skladnoj zajednici sa svojima bližnjima; u suštini: prosvjećenost, obrazovanost, uljuđenost. 1
suštini, dugotrajan i kontinuiran proces limitiran nivoom društveno – ekonomskog razvoja i brzinom samoregulativnih procesa u prirodnoj sredini. Pored toga, negativni antropogeni procesi u prirodnoj sredini teško se mogu regionalizovati i lokalizovati, jer rijeke, morske struje, vazdušne mase i drugi prirodni procesi i pojave teku neovisno od administrativnih granica. Zbog toga ne treba da iznenađuje prisustvo nekih insekticida čak na Antarktiku, jer nije postojala nikakva potreba za njihovu upotrebu na ovom ledenom kontinentu, ali su tu dospjeli prekograničnom emisijom polutanata. U razmatranju uzajamnosti ljudskog društva i prirodne sredine važno je napomenuti da malo koji realan fenomen ili skup problema dobija tako širok spektar viđenja i tumačenja, kao što je to odnos prema životnoj sredini. Bez obzira da li je riječ o polaznim pretpostavkama, o metodama ili pak zaključcima, predviđanjima i preporukama, postoji veliki broj različitih varijanti, opredjeljenja i vrijednosnih stavova koji su često dijametralno suprostavljeni. Po jednoj, dosta autoritativnoj, klasifikaciji ovo šarenilo je moguće svrstati u četiri osnovne grupe: neo – maltuzijanstvo,2 oprezni pesimizam, oprezni optimizam i pan – tehnološki entuzijazam.3 Spektar mišljenja, kao što je već rečeno, kreće se u vrlo širokom rasponu: od onih koji smatraju da problem uopšte ne postoji, do onih koji drže da je nastupio, ako ne i prošao, posljednji trenutak da se spriječi kataklizma. Iza ovako, očigledno, različitih stavova najčešće stoje radikalno različiti interesi. Pri ovome je važno ukazati na jedan posebno zanimljiv fenomen, loji je potencijalno i vrlo opasan. To je interes propagandista i onih koji u ovoj problematici vide lukrativan (unosan) posao. Njihov je interes da diskusija, u kojoj se saopštavaju frapantni argumenti i šokirajuća apokaliptična predviđanja, što duže potraje kako bi se zadovoljila čitalačka publika koja uživa u senzacijalističkim temama. Ovakav pristup koji, nažalost, nije rijedak niti beznačajan, cijeloj problematici odnosa prema životnoj sredini i prirodi uopšte, daje određen ton šarlatanstva i pomodarstva. Nije potrebno biti pristalica apokaliptične vizije budućnosti da bi se uočio i shvatio neracionalan odnos prema prirodi, koji u odsustvu blagovremene korekcije može dovesti do ozbiljnih posljedica i krize uzajamnosti prirode i ljudskog društva. Prema tome, sve ovisi o korektivnoj akciji baziranoj na nivou spoznaje funkcionisanja geosistema, a posebno zakona i zakonomjernosti pojava i procesa koji u njima vladaju, kao i od stepena naučno – tehničke opremljenosti za praćenje i spoznaju tih procesa. Spoznavati prirodu, njene zakone i zakonomjernosti ne znači njome vladati već se njoj prilagođavati, u njoj i sa njom živjeti. Ma koliko uspio izmjeniti prirodu, čovjek ipak ostaje njen sastavni i ovisni dio.
2
Maltuzijanizam (prema engleskom ekonomisti T.R. Maltusu (Malthus) 1766 – 1834. god.) – soc. Učenje po kome se stanovništvo množi geometrijskom progresijom a proizvodnja hrane aritmetičkom progresijom, što znači da se siromaštvo može izbječi samo smanjenjem populacije. 3 pan (grč. pan – sve; svaki) – kao prvi dio riječi označava ono što se odnosi na sve, svakoga; sav, svaki, sveobuhvatan, sveopšti; tehnologija (grč. tekhnologia – sistematsko djelovanje) – primjena znanja u razvoju mašina kako bi se poboljšali uslovi rada i povećao radni učinak); entuzijazam – veliko oduševljenje, zanos, polet, žar.
2. ŽIVOTNA SREDINA 2.1. OSNOVNA POIMANJA (SHVATANJA) ŽIVOTNE SREDINE Odnos između čovjeka i prirode Ako pod pojmom prirode u širem smislu prihvatimo da je to sve što postoji, odnosno da je to ukupnost prirodnih uslova postojanja ljudskog društva, nameće se pitanje uzajamnog odnosa čovjeka i prirode. U početku svoje evolucije čovjek je u potpunosti zavisio od prirode (ishrana, sklonište, prirodni neprijatelji, elementarne nepogode i dr.). Relativno dug razvojni put čovjeka, uz stalni napredak materijalno – tehničkih sredstava, doprinio je da čovjek danas svojim aktivnostima utiče na prostor kojim je okružen. Malobrojni su prostori naše planete čiji je sadašnji izgled rezultat prirodnog razvoja. Mnogo je više prostora na Zemlji čiji je izgled izmijenjen djelovanjem ljudi. Povećanje ljudske populacije uslovilo je naseljavanje prirodnih predjela i njihovu transformaciju. Savremeni čovjek se danas, na početku III milenijuma, nalazi pred jednim od najvećih izazova u toku svog postojanja. S pravom se postavlja pitanje: šta preduzeti da se prebrodi kriza izazvana viševjekovnom eksploatacijom naše planete, odnosno kriza izazvana višestrukim zagađenjem prirodne sredine? Moramo se suočiti s činjenicom da raspolažemo s ograničenim zalihama neobnovljivih ili sporo obnovljivih prirodnih resursa4. Krajnji je čas da se zaustavi započeto razaranje doskora stabilnih glavnih vrsta prirodnih resursa: Sunčeve energije, vode, zemljišta, mineralnih resursa, biljnih resursa i resursa životinjskog svijeta. Svjedoci smo (i saučesnici) promjene klime (negativni efekat "staklene bašte"), zagađivanja atmosfere, hidrosfere i litosfere (pedosfere), nestajanja brojnih biljnih i životinjskih vrsta5, a sve to zbog nemara čovjeka, odnosno ljudskog društva u cjelini. Čovjek je uzrok "demografske eksplozije" koja djelimično izaziva glad, bijedu i ratne katastrofe na našoj planeti, a kako zaključuje veliki broj kompetentnih naučnika "čovjek je nesumnjivo glavni vinovnik sukoba između razvoja globalne civilizacije i razvoja prirodnih sistema na Zemlji". Jedan od prvih odgovora geografije i komplementarnih nauka bio je konkretno preduzimanje aktivnosti za zaštitu geonasljeđa6 u sistemu prirodnih vrijednosti. Objektivno gledajući, danas je sve veći broj nauka koje se bave odnosima uzajamnog (interakcijskog) dejstva između prirode i čovjeka. Odnos čovjeka (ljudskog društva) i životne sredine možemo (često i moramo) posmatrati samo kroz interdisciplinarni, odnosno multidisciplinarni pristup7, sa veoma značajnim sadržajem i obimom pojmova i termina. U okviru ovog kompleksnog odnosa čovjeka i prirode funkcioniše niz naučnih disciplina i oblasti koje se bave, u skladu sa svojim predmetom i ciljem istraživanja, konkretnim problemima životne sredine. Doprinos bližem definisanju sistema čovjek – životna sredina i konkretnijem određenju predmeta proučavanja ovog sistema dao je akademik Siniša Stanković još 1933. godine u svom djelu Okvir života u kome kaže: "Pojam o zavisnosti čovjeka od njegove životne sredine 4
franc. ressource – sredstva, zalihe, izvor sirovina (npr. šuma je resurs, a drvo je sirovina). Danas je oko 350 vrsta ptica i blizu 300 vrsta sisara pred istrebljenjem, a čak 20.000 biljnih vrsta zauvijek može nestati sa naše planete. 6 Geonasljeđe čine sve geološke, geomorfološke, hidrogeološke, pedološke i posebno antropološke vrijednosti. 7 lat. inter – u složenicama: među, između, za vrijeme; multi, lat. mnogo, više, mnogostruki; disciplina (lat.disciplina)- ima više značenja, a jedno je: neka grana nauke (naučna disciplina). 5
nimalo nije nov. Njime se služi i laik kad u svakodnevnom govoru iznosi tvrdnje da je čovjek „zavisan od svoje okoline”, da je „proizvod prilika” i tome slično. Takvim tvrdnjama želi da se izrazi realan odnos koji čovjeka vezuje za njegovu neposrednu okolinu i koji je neophodan uslov njegove egzistencije. Čovjek nije samo član uže društvene zajednice nego u isto vrijeme i član jedne daleko šire zajednice koju čini cio živi svijet oko njega". Problematika životne sredine odavno je prevazišla nivo akademskih rasprava; to je problematika koja je veoma široka i raznovrsna, ali je istovremeno jedinstvena. Otuda se problemi životne sredine mogu proučavati (rješavati) sa različitim pristupima: "geografski, ekološko-biološki, hemijsko-fizički, tehničko-tehnološki, urbanistički, zdravstveno-higijenski, društveno-ekonomski, filozofski, etički, estetski i dr" (Matović, 1994). S pravom se, dakle, govori o multidisciplinarnom pristupu u zaštiti životne sredine. Mjesto i uloga geografije u zaštiti životne sredine je sigurno među vodećim naukama. Zanimanje geografa za oblast(i) zaštite naše planete u svim segmentima datira od početka razvoja geografije kao nauke. Geografija kao nauka o dinamičnim teritorijalnim sistemima, koji su formirani na Zemljinoj površini uslijed međudejstva društva i prirode, i o zakonima i zakonomjernostima njihovog razvitka i postojanja, je mostovska nauka između tzv. prirodnih, društvenih i primijenjenih nauka. To znači da je geografija interdisciplinarna nauka, što joj omogućuje da rješava složene međudisciplinarne probleme.Ona je, u skladu sa svojim naučnim opredijeljenjima, polazila od fundamentalnih proučavanja prirodne sredine. Ta proučavanja su uvijek nastojala da objasne uzročno – posljedičnu vezu na relaciji priroda – društvo, pri čemu su jasno naglašeni procesi koji proističu iz te veze. Svoju opredijeljenost da aktivno uzmu učešće u rješavanju geoekoloških problema (problema životne sredine) geografi su potvrdili održavanjem Prvog međunarodnog internacionalnog kongresa o životnoj sredini (1975. godine). Uzroci neravnoteža u prirodi Osnovni uzrok narušavanja kvaliteta životne sredine je ljudska populacija8. Rast ljudske populacije poprima, po mišljenju mnogih autora, zastrašujuće dimenzije. Ukoliko bi svjetsko stanovništvo zadržalo udvostručenje svakih 50 godina ( po nekim projekcijama svake 33 godine), već za 100 godina broj ljudi na našoj planeti bi iznosio oko 18 milijardi. Teško je pretpostaviti šta bi u tom slučaju bilo polovinom trećeg milenijuma kada bi se broj ljudske populacije umnožio oko 3.000 puta i dostigao ukupnu količinu žive materije (biomase) na Zemlji. Već 4.200. godine masa ljudskih tijela bi se izjednačila sa masom naše planete9. Jasno je da povećanje stanovništva na Zemlji (bez obzira koliko ono stvarno iznosilo) prisiljava čovječanstvo da traži nove izvore egzistencije u sredini koja ga okružuje. Posljedice su sve intenzivnije crpljenje i iskorištavanje prirodnih resursa, odnosno sve veća ugroženost, zagađenost i poremećaj ravnoteže pojedinih elemenata životne sredine. Povećanje potrebe za hranom zahtijeva sve intenzivnije korišćenje hemijskih sredstava u cilju povećanja prinosa po jedinici površine10. Standard življenja je doveo do povećanja 8
Ovdje se misli na posredan i neposredan uticaj rasta ljudske populacije. Riječ je, naravno, o teoretskom proračunu, jer postoje brojni mehanizmi koji će biti korišteni kod kontrole prirodnog priraštaja na našoj planeti. 10 Agrohemikalije, poznatije kao pesticidi, široko se koriste protiv: insekata- insekticidi, gljivica i plijesni – fungicidi, korova – herbicidi, glodara – rodenticidi, crva – akaricidi, mekušaca – moluscidi; preko 250 aktivnih supstanci pesticida u preko 1000 industrijskih preparata za zaštitu biljaka. 9
hemijskih noksi11 u životnoj sredini. Za neke hemijske nokse je poznato da imaju kancerogeno12, teratogeno13 i mutageno14 dejstvo. Postoji čitav niz hemijskih jedinjenja čiji je efekat na živa bića do danas nedovoljno ispitan. Godišnja količina otpadaka je u stalnom porastu zbog porasta broja stanovnika. Novi urbani megapolisi (ogromni gradovi sa više od deset miliona stanovnika), sa ogromnom koncentracijom stanovnika i komunalnih objekata, troše tolike količine energije da se na geografskoj karti svijeta sve više registruju svojevrsna "ostrva toplote". Neki od tih gradova su, kao npr. Meksiko Siti, "željni" kiseonika. Potrebno je pronaći način kontrolisanog rasta gradova (bez obzira na njihovu veličinu) i način povećanja kvaliteta životne sredine u njima, uz racionalno korišćenje svih proizvodnih i radom stvorenih vrijednosti. Planiranje naselja je opšteprihvaćena mjera urbanizacije svijeta, a sprovodi se saglasno stepenu razvijenosti i mogućnosti određenog društva. Osnovni urbanističko-higijenski princip planiranja samog sadržaja naselja je zoniranje - "plansko i racionalno korišćenje prostora naselja uz težnju za postizanje optimalnih uslova funkcija naselja i zaštite zdravlja stanovništva" (Kristoforović-Ilić, 1998). 2.1.1. Pojam životne sredine i definicije Posljednja decenija drugog milenijuma je period kada su problemi vezani za životnu sredinu prestali samo biti u fokusu interesovanja naučnika. Javlja se znatan broj međunarodnih organizacija15, „organizovanih” vladinih i nevladinih organizacija; osnivaju se brojna udruženja, instituti, istraživački centri, eko-pokreti i slično. Ono što daje specifičnu težinu jednoj takvoj plimi interesovanja jeste i pojačani interes političara svih rangova, od lokalnog do globalnog. Svi skupa, bilo institucionalno, bilo pojedinačno, upozorili su na sve izvjesniju globalnu ugroženost. Istina je da je već 1970. godine stiglo prvo upozorenje od strane Rimskog kruga. To je bila grupa naučnika i investitora koji su "upozorili na granice rasta i na međuzavisnost: porasta broja stanovnika na planeti, proizvodnje hrane, industrijskih i energetskih aktivnosti, potrošnje mineralnih i energetskih sirovina i zagađenosti životne sredine" (Meadows, 1976).
Danas je sve češće, od svakodnevnog govora do različitih medija i institucija, u upotrebi termin (izraz) životna sredina. Već od Rimskog kruga (1970. god.), kada se značajnije akcentiraju problemi čovjekove sredine, u upotrebu ulaze termini (sintagme): "čovjekova životna sredina","čovjekova životna i radna sredina", "prirodna okolina", "sredina", "habitat", "okolina", "okoliš", "okruženje", "milje"16, "ambijent", "ljudska sredina" i dr. Treba naglasiti da se pojam životna sredina i pojam čovjekova sredina (koji je nižeg nivoa opštosti) u teoriji i praksi često poistovjećuju. Ova dva pojma, ali i naprijed navedeni pojmovi (sličnog sadržaja ali različitog obima) u svakodnevnom govoru, naučnoj, stručnoj i nastavnoj literaturi se koriste u sklopu različitih veza, ali, isto tako "i sa najrazličitijim tumačenjem i značenjem" (Milinčić, 2001).
11
lat. noxa – noksa: šteta, kvar; u medicini: naziv za svakog uzročnika ili za svako djelovanje koje izaziva bolest. Kancerogen – koji stvara rak. 13 Teratogen – koji uzrokuje nakaznost ploda. 14 Mutagen – promjene u nasljednim osobinama. 15 Opširnije o ovome vidjeti vidjeti: Mr Dragoljub Todić, Dr Vid Vukasović, Međunarodne organizacije i međunarodna saradnja u oblasti zaštite životne sredine, Prometej, Novi Sad, 1999. 16 franc. milieu – sredina, okolina, društvo, krug u kojem se neko kreće. 12
Problem definisanja pojmova iz oblasti životne sredine Formiranje i razvoj pojma17 (pojmova) usko je povezan sa razvojem jezika. Zapravo, mislimo pojmovima, a služimo se riječima. Stoga je od velike važnosti, posebno u nastavi, da se pravilno koriste stručni termini (izrazi) u okviru pojedinih naučnih oblasti. Iza svakog termina treba da stoji bogat sadržaj pojma, a do tog sadržaja treba stići putem raznih faza čulnog i logičkog saznanja. Jezik postaje sve značajniji, posebno kad se pri usvajanju pojmova udaljavamo od pojmova koji predstavljaju konkretan predmet ili pojavu, odnosno dolazimo do usvajanja apstraktnih pojmova, a takvi su sve prisutniji u nauci o životnoj sredini. Stoga, na planu terminologije18 u nauci o životnoj sredini, naučnoj i nastavnoj literaturi, treba obezbijediti da se nastavno-naučna terminologija standardizuje. Nedostatak tih standarda otežava naučnu i nastavnu komunikaciju. Terminologija u oblasti životne sredine se može definisati kao zbir (skup) izraza, riječi, koje imaju značenje niza naučnih oblasti i kojima se služe te prirodne, društvene i primijenjene nauke. Nastavno-naučna terminologija životne sredine dio je jezika kojim inače govorimo, jedan od slojeva srpskog jezika, odnosno jedan od slojeva jezika naroda na određenom geografskom prostoru. Da bi termin bio funkcionalan treba da posjeduje pozitivna svojstva, a jedno od bitnih svojstava je jednoznačnost (monosemantičnost), ali to nije čest slučaj. U oblasti životne sredine ima dosta termina koji su polisemantični (višeznačni) i oni donekle otežavaju komunikaciju u ovoj oblasti. Jedan dio termina u oblasti životne sredine je nastao unošenjem stranih riječi, dok posebnu grupu čine prevedeni strani termini koji se ne upotrebljavaju u opštem jeziku, a predstavljaju riječi koje (odgovarajuća) nauka treba. Problem terminologije iz oblasti životne sredine i zaštite životne sredine je rezultat multidisciplinarnosti same životne sredine. To prouzrokuje određenu konfuziju u terminima, jer svaka naučna oblast, koja participira19 svoje sadržaje i pojmove u oblasti životne sredine, ima svoje termine, od kojih je veliki broj iz različitih jezika . Zbog toga je u prezentaciji sadržaja iz životne sredine zapaženo prisustvo polisemantičnih termina, zatim termina koji nemaju adekvatan prevod u našem jeziku, a sve češće se javljaju sintagme i kovanice koje nisu u duhu našeg jezika. Posljednju deceniju proteklog milenijuma u oblasti zaštite životne sredine obilježava veći broj naučnih skupova, simpozijuma, savjetovanja i dr. gdje se nastoje postaviti (neki) određeni principi koji bi trebalo da važe kod obrazovanja pojmovnog sistema životne sredine. To je težak zadatak, ne zbog deficita termina, nego zbog činjenice da je zaštita životne sredine skup svih postojećih nauka usmjeren u cilju očuvanja "ljudi kao misaone žive vrste". D. Veselinović (1996) smatra da ako sve one discipline koje sačinjavaju zaštitu životne sredine imaju svoju određenu terminologiju, onda treba da iskoristimo tu postojeću terminologiju, koju je veliki broj ljudi razrađivao u svojim matičnim disciplinama. Moguće je usklađivanje terminologije iz različitih naučnih disciplina i time bi se značajan dio posla obavio. To podrazumijeva značajnu racionalizaciju, ali i problem preuzimanja definicija za određeni termin, odnosno primjena tog termina Ne treba po svaku cijenu preuzeti 17
Najopštije rečeno pojam je zamisao nekog predmeta; pojam je u odnosu na riječ misaoni sadržaj riječi (termina). Skup vještački napravljenih stručnih izraza – termina neke naučne oblasti. 19 Participirati – imati učešće u nečemu. 18
termin iz jedne naučne discipline neselektivno primijenjivati u svim disciplinama i zbog činjenice da taj termin može označavati različite pojmove u različitim naučnim oblastima. Isto tako, potebno je usvojiti definicije koje su date u osnovnim naučnim disciplinama. Brojni autori, iz govornog područja bivše SFRJ, postavljaju opravdano pitanje upotrebe tuđice (stranih termina), pored termina koji već postoje u domaćem jeziku20. S druge strane, kada je u pitanju pojmovni sistem životne sredine, činjenica je da mi kasnimo u razvijanju sopstvenog jezika (sopstvenih adekvatnih termina); vrijeme prolazi a sve više je u upotrebi mnogo stranih termina, posebno iz engleskog jezika. Mora se priznati da naš jezik nije (bio) u stanju, nije pratio i ne može (objektivno ili subjektivno) da prati ekspanziju stranih termina. Definicije životne sredine Kada se govori o životnoj sredini, najčešće se misli na geografski prostor i ambijent (društvo) u kojem ljudi žive i rade. S obzirom da se u životnoj sredini odvija život svih vrsta na našoj planeti, to suština pojma životna sredina asocira na Zemljinu površinu ili pojedine njene dijelove koji su naseljeni živim organizmima. U literaturi na engleskom jeziku najčešće se sreću izrazi "Mans Environment","Environment", ili pak "Human Environment", na francuskom "l'environment humain", na ruskom "Okružajušćaja sreda čeloveki", na njemačkom "Umvelt", na španskom "Medio ambijente"21. Brojni su autori koji su definisali (i pokušali definisati) pojam životne sredine22, pa ćemo u nastavku teksta izdvojiti samo karakteristične definicije i tumačenja. Nije moguće obuhvatiti sva suprostavljena shvatanja životne, i u okviru nje, čovjekove sredine, najprije zbog predmetizacije pristupa (geografski, ekološki, biološki, medicinski, sociološki, pravni...), ali i zbog diferencijacije u obimu poimanja. M. Lješević (1997) naglašava da su "pojmovi «čovjekova životna sredina» i «čovjekova okolina» zbog svoje upotrebe postali sinonimi, tako da se upotreba bilo kog od ovih termina može smatrati ispravnom". Međutim, A. Milinčić (2001) smatra da "u uslovima naučno tehničkog progresa ovakvo shvatanje se ne može sasvim opravdati, jer čovjek je, potpomognut svojim izumima, postao sposoban da proširi značenje pojma čovjekove okoline u odnosu na pojam čovjekove životne sredine". D.Ž. Marković23 je mišljenja da između termina "čovjekova okolina" i "čovjekova sredina", za označavanje ukupnosti uslova i uticaja u kojima čovjek živi, treba prihvatiti (i upotrebljavati) termin "čovjekova sredina". Za prihvatanje termina "čovjekova sredina" postoje dva osnovna razloga. Prvo, termin sredina upotrebljava se za oznaku ne samo skupa prirodno datih okolnosti u kojima nastaje i razvija se neko biće, već i za oznaku okvira u kome se nešto zbiva i u kome, za razliku od prirodne sredine, djeluju ljudi uspostavljajući međusobne odnose24.
20
Ovaj problem je prisutan na svim govornim područjima bivše SFRJ. Vid Vukasović: Zaštita čovjekove sredine, Institut za međunarodnu politiku i privredu, Beograd, 1980. 22 Za pisanje ove knjige korišćeno je preko 100 naslova domaće i strane literature tako da je nepotrebno svaki put navoditi imena autora (kod definicija životne sredine), najviše iz razloga što mnoge definicije i zaključci su skoro identični za većinu autora, i mogu se smatrati zajedničkim stavom većine autora. 23 Opširnije o ovome vidjeti: D.Ž.Marković, Socijalna ekologija, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd, 1996. 24 Popularna enciklopedija, BIGZ, Beograd, 1976., str.1041. 21
Drugo, čovjek nije samo prirodno biće. On je i društveno biće. On gradi uslove svoje egzistencije stvarajući društvo "za koje se može reći da predstavlja višu formu u razvoju materije"25 . Pojmovna odrednica životna sredina javlja se vrlo rano, još u antičkom periodu. U ranim zapisima Herodota i Plinija nailazimo na svjedočanstvo o učešću čovjeka u mijenjanju prirodnog ekvilibrijuma26. Poznata je Hipokratova rasprava Vazduh, voda i položaj mjesta u kojoj se klimatski uticaji dovode u vezu sa fizičkim i psihičkim osobinama stanovništva. Aristotel,Teofrat, Platon i dr. su mnoge pojave u društvenoj sferi života objašnjavali uticajem prostornih faktora. No, i pored tako ranih shvatanja o pojmu životne sredine, tek u XX vijeku raste sve veća upotreba izraza životna sredina, uz pojavu sve većeg broja definicija. Životna sredina je prirodni "okvir života" u kome sva živa bića žive i djeluju, mnogostruko povezana uzajamnim uticajima (Stanković, 1933, 1977)27. Stanković je takođe za pojam "životna sredina" dao i sljedeća dva termina: "životni prostor" (1939) i "čovjekov okvir života" (1966). Pod spoljašnjom ili životnom sredinom podrazumijeva se kompleks svih uticaja koji na biljke ili životinje djeluju na onom mjestu na kome one žive. Ti uticaji dolaze od nežive i od žive prirode, date u okolini koja okružuje biljke i životinje (Janković, 1963, 1977)28. Sredina je agregat29 okružujućih stvari, uslova i uticaja. Sredina je zbir uticaja koji modifikuju i određuju razvoj i oblike života (Medows, 1970). Sredina je istovremeno i cjelina i jedinstvo životnih zajednica različitih organizama i njima naseljeni prostor. Prema definiciji datoj u britanskom rječniku pojmova za oblast životne sredine (Gilpin, 1976), pod životnom sredinom podrazumijeva se prostor (region), okolina ili okolnosti u kojima bilo ko egzistira, dakle: sve ono što je izvan organizma. Stvarna životna sredina je sve ono što je izvan organizma, a što djeluje na njega. Životna sredina ljudskih bića podrazumijeva abiotičke faktore zemljišta, vode, atmosfere, klime, zvuka, mirisa i ukusa, i biotičke faktore: životinje, rastinje, bakterije i viruse, kao i društvene faktore (Gilpin, 1976). Pod životnom sredinom podrazumijeva se cjelokupan sistem međuzavisnosti prirodnih i antropogenih stvari i pojava u kojima protiče rad, život i odmor ljudi. Pojam "životna sredina" uključuje socijalne, prirodne i vještački stvorene fizičke, hemijske ili biološke faktore, odnosno sve ono što direktno ili posredno dejstvuje na ljudski život i djelatnosti (Nikitin, 1980). Životna sredina je sve što djeluje na organizam tokom trajanja njegovog života (Enger et al.,1989). Pod pojmom životne okoline podrazumijeva se sve ono što okružuje čovjeka: vazduh, tlo, voda, vegetacija i živi svijet koji egzistira u tri sredine, međusobno povezane u dinamičnu ravnotežu (Đuković, 1990). Životna sredina je kombinacija spoljašnjih bioloških i nebioloških faktora koji utiču na život ćelije i organizma (Cunningham – Saigo, 1990).
25
Kolbasov Oleg Stepanovič: Ekologija-politika-pravo, (str. 9), "Nauka", Moskva, 1976. Ekvilibar, lat. – ravnoteža. 27 S. Stanković: Okvir života, Glas, Beograd, 1977. 28 M. Janković: Savremeni naučno-teorijski aspekt odnosa čovjeka i biosfere, Zbornik radova SANU – Čovjek i životna sredina u Srbiji, Glas, Beograd, 1977. 29 lat. aggregare – pridružiti; gomilanje, udruživanje, sjedinjavanje; agregat – skup istovrsnih čestica. 26
Životna sredina je okruženje nekog organizma, uključujući rastinje, životinje i mikroorganizme sa kojima je u interakcijama (Ricklefs, 1990). Životnu sredinu predstavljaju fizički, hemijski i biološki faktori koji djeluju na organizme. Životna sredina u užem smislu je sve ono što je izvan cjeline organizma (Tarman, 1992). Životna sredina organizma ili okvir života obuhvata sve ono što okružuje organizam i neposredno ili posredno djeluje na njegovo stanje, razviće, rast, dužinu života, razmnožavanje itd. Pod životnom sredinom organizma podrazumijeva se skup raznovrsnih ekoloških faktora ili odgovarajućih elemenata spoljašnje sredine (fizičke, hemijske ili biološke prirode) u odgovarajućem prostornom okviru, koji neprekidno djeluju na organizme i za koje su vezani svojim životnim potrebama (Savić, Terzija, 2002).30 Na geografskom prostoru bivše SFRJ31, u naučnoj i nastavnoj literaturi, naročito u zakonskim i drugim spisima češće je korišćen termin "čovjekova sredina". Veći broj autora smatra da je bolje da se koristi sintagma32 životna sredina, jer "iako je čovjekov uticaj na planeti ogroman, nije svaka sredina samo čovjekova. Širom prostora planete Zemlje, postoje razni vidovi života i živih organizama koji nastanjuju svaki prostor, a u svakom prostoru nije čovjek" (Đukanović, 1996). Za svaku teritorijalno-političku zajednicu (integraciju više država, državu, regiju, entitet i dr.) za probleme životne sredine, osim eksperata iz tangirajućih naučnih oblasti, bitna je zakonska regulativa. Na geografskom prostoru bivše SFRJ, neke novoformirane države su se opredijelile za pojedinačne zakone , a neke (Srbija i Crna Gora) za sveobuhvatne zakone koje prati niz pojedinačnih pravilnika za zaštitu i ostale propise u vezi sprovođenja određenih mjera zaštite. U Bosni i Hercegovini je, u okviru "EU PHARE" (projekta"Izrada zakonodavstva u oblasti zaštite životne sredine (okoliša)") donesen Zakon o zaštiti životne sredine (Republika Srpska)33, odnosno Zakon o zaštiti okoliša (Federacija Bosne i Hercegovine). U ovom zakonu (čl.4, alineja 5,) životna sredina se definiše : "životna sredina podrazumijeva komponente životne sredine, određene sisteme, procese i strukturu životne sredine". Smatramo da je svaki komentar ovakvoj definiciji nepotreban.
Na kraju ovog odjeljka možemo, ipak, zaključiti da je u naprijed citiranim definicijama raznih autora suština ista: životna sredina je sve ono što okružuje čovjeka, odnosno živo biće (organizam) sa međusobnim dejstvom. Živi svijet, odnosno organizmi egzistiraju, ili u jednoj, ili u više geosfera geografskog omotača: litosferi, atmosferi i hidrosferi. U geografski omotač (kompleksnu geografsku sferu), osim navedena tri omotača (lito, atmo i hidro) ulazi i biosfera koja predstavlja ukupnost živih organizama i prostire se u tankom sloju na kontaktu navedenih triju sfera. 2.1.2. Nauka o životnoj sredini Nauka o životnoj sredini ("Environmental Science") relativno je nova multidisciplinarna i generalistička nauka (Cuningham, Saigo, 1990). O predmetu njenog proučavanja ne postoji opšta saglasnost (kao što ne postoji ni terminološka saglasnost oko naziva ove mlade naučne discipline). 30
Savić, I., Terzija, V., (2002): Ekologija i zaštita životne sredine za I razred srednjih stručnih škola, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Istočno Sarajevo 31 Jugoslavija, koja je do aprila 1992. godine bila subjekt međunarodnog prava kao SFRJ, bila je aktivna u ostvarivanju međunarodne saradnje u oblasti zaštite i unapređivanja životne sredine. 32 Sintagma – skup od dvije ili više riječi koje u rečenici čine cjelinu za sebe i kao takvi, kao sklop, imaju značenje u rečenici, a svaki dio ima svoju vrijednost tek u spoju s drugim dijelovima rečenice. 33 Službeni glasnik, broj 53, god.XI, Banjaluka, 24. avgust 2002.
Kontraverznost oko definisanja nauke o životnoj sredini dovodi do toga da se, još uvijek, kod nekih autora osporava njeno mjesto u sistemu (prirodnih i društvenih nauka). Sam nastanak i razvoj nauke o životnoj sredini odraz je sve većeg interesovanja niza naučnih disciplina za probleme životne sredine. Stoga nastanak ove multidisciplinarne, odnosno interdisciplinarne nauke treba sagledati i pratiti u logičkoj povezanosti prirodnih, društvenih i tehničkih nauka; nauka koje spadaju u krug nauka koje nastoje da riješe probleme u upravljanju životnom sredinom. Nastanak i razvoj nauke o životnoj sredini u uskoj je vezi sa širenjem ideje (misli) da se 34 fizis i ljudsko društvo (human society) ne mogu izolovano posmatrati. Da bi se ovladalo problematikom životne sredine došlo se, vrlo brzo, do saznanja da nije samo dovoljna, niti samo potrebna, eksplikativna (objašnjavajuća) uloga prirodnih nauka; potrebno je da se sa ovom problematikom, sa istim intenzitetom bave i društvene i tehničke nauke. Znači, nauka o životnoj sredini je sintezno-kompleksna naučna oblast. Objedinjava dio prirodnih nauka (geografija, biologija, hemija, fizika i dr.) , društvenih nauka (ekonomija, pravo, sociologija, etika i dr.) i tehničkih (primijenjenih) nauka. Bilo je i ranije pokušaja da naučne oblasti koje proučavaju promjene u životnoj sredini budu obuhvaćene u okviru jedne zajedničke. Taj teret je jedno vrijeme pao na ekologiju (Di Castri et al.,1981). Takođe, bilo je prijedloga da se naukom o prostoru objedine i sintetizuju one naučne discipline i djelatnosti čiji aspekti direktno utiču na promjene u prostoru – životnoj sredini, ili planiranjem (demografija kao osnova za planiranje, urbanizam, arhitektura, građevinarstvo, prostorno planiranje) ili izgrađivanjem sredine i njenim korišćenjem, kao recimo tehničke nauke (posebno tehnologija, šumarstvo, poljoprivreda, organizacija upravljanja i korišćenja prostora)35. Na filozofsko-sociološkom planu takođe je bilo razmišljanja o jednoj objedinjavajućoj (sinteznoj) nauci, koja bi objedinila društveni, fizički (prirodni) i mentalni (umni) pogled na prostor – životnu sredinu (Lefebre, 1975). Kada je u pitanju grad (urbana cjelina), takođe se ukazivalo na potrebu kombinovane nauke i prakse koja bi mogla da posluži za donošenje strategije o daljem razvoju (Vujović, 1979). Jedno od bitnih pitanja, sa još nedefinisanim odgovorom, je: koja nauka (naučna oblast, naučna disciplina) predstavlja fundament36 za nauku o životnoj sredini? Neki autori (Đukanović, 1996) smatraju da je to ekologija. M. Đukanović kaže da je poznavanje opšte ekologije i ekologije čovjeka (što bi moglo da znači i korišćenje "primijenjene ekologije") neophodno za sve struke koje intervenišu u životnoj sredini. D. Ž. Marković (1996) smatra da odnos čovjeka i njegove životne sredine nije i ne može biti predmet proučavanja samo jedne nauke. Uslijed sve složenije strukture ljudskog društva, odnosa u društvu i odnosa čovjeka prema prirodi, odnos čovjeka i njegove životne sredine postaje sve složeniji. Zato, kako se ukazuje, samo skup međusobno povezanih nauka koje imaju za svoj objekat istraživanja čovjeka, u bilo kom vidu, mogu odgovoriti na postavljena pitanja odnosa čovjeka prema prirodi i njegovoj životnoj i radnoj okolini (Berberović, 1984). Već smo istakli da je geografija mostovna nauka između tzv. prirodnih, društvenih i primijenjenih nauka. Shodno tome savremena geografija je, ne samo najpozvanija, već i najodgovornija u proučavanju uzročno-posljedičnih veza i odnosa između prirode i društva. 34
grč. fysis – priroda. Geddes,P., Cities in Evolution, London, 1949. 36 lat. fundere – osnovati; fundament – temelj, osnova, baza. 35
Kao sistemska i kompleksna nauka, geografija raspolaže velikim brojem informacija o zakonomjernom razvitku prirodne sredine, prirodnim resursima, stepenu i formama njihovog iskorišćavanja. U novije vrijeme često se spominje i ekologizacija geografskih znanja. Svako ko je detanjnije izučavao istoriju geografske ideje zna da je geografija, još od Strabona, ekologizovana, kada ekologija pojmovno nije bila ni određena (definisana). Iako se ekološki pristup i ekološko mišljenje sreću još u djelima antičkih mislilaca, antički Grci nisu koristili taj termin. Početna (antička) istraživanja bazirana su na staništu – ojkumeni37 , što je (u suštini) korijen i riječi ekologija. (P)ostaje neobjašnjivo zašto urboekolozi, geoekolozi i socijalni ekolozi ne spominju (ili možda to ne znaju) da su geografi predvidjeli u svojim radovima, još prije više od jednog vijeka, oštru konfrotaciju između čovjeka i prirode (prirodne sredine). To što se danas naziva ekologijom, po riječima A.G.Isačenka (1986) "još davno je ušlo u nauku prvenstveno zbog same riječi koja označava biološku disciplinu i u kojoj se, između ostalog, izučava uticaj prirodne sredine na živa bića. Sadašnje široko poimanje ekologije je smjesa i prekid naučne teorije, političke doktrine38, stihijskih pokreta, diletantskih rasuđivanja, novinskih senzacija, nešto neodređeno, ono što se ne uklapa u predstavu nauke... Ovo nikako ne znači da ekologija nema šta da kaže iz oblasti kvaliteta životne sredine. Naprotiv, nije se dovoljno izboriti za univerzalno prepoznatljiv naziv, koliko dati naučne postavke iz ove oblasti ili naprosto produbiti osnovna ekološka znanja, kako bi se našao ispravan put u prognoziranju životne sredine. Isto tako, ekologijom u naučnom smislu ne mogu se baviti oni kojima su strane osnovne prirodne nauke i koji, u isto vrijeme, nemaju jasnu predstavu o funkcionisanju geosistema39". 2.1.2.1. Metodi i metodologija istraživanja životne sredine Neki zadaci nauke o životnoj sredini Brojna pitanja vezana za životnu sredinu sve više zaokupljuju našu civilizaciju, dok nauka o životnoj sredini dobija sve značajnije mjesto u hijerarhiji naučnih disciplina.. Ne može se reći da je čovjek u potpunosti ovladao prirodom, ali sve inervencije u prirodi podređene su čovjeku. Tamo , gdje ljudi stvaraju određeni interes, je uvijek dobro za čovjeka, bez obzira na negativne efekte u odnosu na druga živa bića. Na taj način se stvorila neravnoteža u prirodi, a njoj je najviše doprinijela politika (u odnosu na zaštitu životne sredine) pojedinih zemalja. Naime, većina zemalja usmjerava svoj privredni razvoj ne obazirući se na susjedne i druge države. Navešćemo samo neke od brojnih primjera u sadašnjem svijetu: prekogranična emisija polutanata putem atmosfere i hidrosfere, problem "uzvodnog interesa" i "nizvodnog interesa", transfer zastarjele tehnologije ("prljave tehnologije") ili otrovnih i opasnih otpadnih materija u druge zemlje, podizanje vojnih poligona i vojnih baza na teritoriji drugih zemalja. 37
grč. oikos – dom, stanište. lat. doctrina – 1. nauka, teorija, teza. 39 grč. ge – Zemlja, systema – sistem, poredak; sistem u kome, u odnosu između elemenata posreduje teritorija (ili akvatorija). Geosistem je geografska tvorevina koja se sastoji iz cjelovitog mnoštva uzajamno povezanih i uzajamno dejstvujućih komponenata geografske sredine. Geosistemi mogu biti prirodni i antropogeni, a u stvarnosti se kombinuju do različitih stepena složenosti. 38
Zbog narasle svijesti o zaštiti životne sredine (edukacija, mediji, zdravstvena zaštita, zakonodavstvo i dr.) promovisani su brojni zadaci nauke o životnoj sredini: s(a)vjesno vrijednovanje i poštovanje prirodnih elemenata i resursa, odnosno razumijevanje svih faktora i elemenata u perimetru životne sredine, i njihova interaktivnost; stil, način života, kojim se spriječava zagađivanje, rušenje, upropašćivanje i degradacija životne sredine, odnosno razjašnjavanje pojmova, pojava i procesa u životnoj sredini; detektovanje i otkrivanje uzroka problema u životnoj sredini; pozitivan emocionalan i intelektualan odnos, a ne izrabljivački, utilitaristički (iskorišćavajući) odnos prema životnoj sredini; rješavanje problema prema mogućnostima, odnosno osjećanje lične odgovornosti za degradaciju i rušenje životne sredine. Na osnovu obuhvata, ciljeva, sadržaja i osnovnih zadataka nauka o životnoj sredini je sintezna nauka, koja koristi informacije i doktrinu drugih nauka. Shodno tome, specifični su metodi i metodologija istraživanja životne sredine. Metodi i metodologija istraživanja životne sredine Metod40 je određeni, svrsishodni planski postupak koji se primjenjuje radi postizanja nekog cilja, radi ostvarivanja nekog zadatka. Pod pojmom metoda se podrazumijeva put, način, postupak koji se koristi da bi se saznala istina ili postigao neki cilj. To je način ne samo za otkrivanje istine nego i za izlaganje saznanja41. Mnogi autori se slažu da se u savremenoj nauci poklanja velika pažnja metodologiji istraživanja. Može se reći da svaka nauka ima ili nastoji da razvije svoju metodologiju. G. Zaječaranović (1977) kaže: "... u svakom slučaju treba priznati da svaka nauka razvija svoju metodologiju. Kao što ima mnoštvo nauka , tako se može reći da ima mnoštvo naučnih metodologija. To su posebne naučne metodologije, karakteristične za proučavanje posebnih područja stvarnosti". Tako možemo govoriti o metodologiji geografije, metodologiji biologije, metodologiji fizike, metodologiji sociologije ... ali i o metodologiji istraživanja životne sredine. Metodi analize i sinteze. Analiza i sinteza, formalno gledano, su suprostavljeni naučno – istraživački postupci, ali njihova jedinstvenost determiniše isti cilj saznanja. Suprotnost se ogleda u tome što analizom saznajemo dijelove cjeline, a sintezom funkciju cjeline42. Analiza je metod naučnog istraživanja putem rastavljanja nekog predmeta na njegove najjednostavnije dijelove. Analiza ne odaje cjelinu jedinstva predmeta, nego samo dijelove (momente) tog jedinstva. Sinteza je metod proučavanja predmeta u njegovoj cjelini, u jedinstvu i uzajamnoj vezi njegovih dijelova. Sinteza kao proces mišljenja predstavlja kretanje mišljenja od dijelova ka cjelini, od
40
grč. methodos - način istraživanja prirodnih pojava; planski postupak za postizanje nekog cilja na nekom praktičnom ili teoretskom području; metodologija – nauka o metodama naučnog istraživanja; metodologija geografije – ukupnost metoda geografskih istraživanja. 41 O ovome više vidjeti : Šešić,B.,Osnovi logike, Naučna knjiga, Beograd,1974.; Šešić,B.,Opšta metodologija, Naučna knjiga, Beograd, 1974.;Zaječaranović, G., Osnovi metodologije nauka, Naučna knjiga, Beograd, 1977. 42 Analiza i sinteza su suprotni metodski postupci i po kretanju mišljenja u njima: pri analizi mišljenje se kreće od cjeline ka dijelovima predmeta, a u sintezi se ono kreće od dijelova ka cjelini predmeta.
činilaca ka njihovom jedinstvu i jednosti u određenom predmetu, od posebnih momenata opšteg ka jednosti opšteg. Vrste analitičkih i sintetičkih postupaka u ocjeni kvaliteta životne sredine. U najznačajnije analitičke postupke ocjene kvaliteta životne sredine ubrajau se: analiza strukture: omogućava proučavanje geokomponenti43 u sklopu životne sredine; proučava raspored, veze i relacije u okviru jedne geokomponente (npr. stijene, voda, vazduh i dr.) ili u okviru više geokomponenti; kauzalna analiza je naučno-istraživački postupak kojim se definišu uzročno – posljedične relacije i veze između geokomponenti i geokompleksa44 ; funkcionalna analiza otkriva i utvrđuje zakonomjerne odnose i veze među geokomponentama; genetička analiza pokazuje uzroke pojedinih pojava u životnoj sredini; komparativna analiza omogućava istraživanje životne sredine pomoću sistemskih modela i objektivne stvarnosti. Osim navedenih analitičkih postupaka mogu se koristiti: kvantitativna analiza,; vrijednostima karakterističnih veličina procesa u životnoj sredini se utvrđuje distinkcija (razlika) unutar jednog ili više tipova životne sredine; eksperimentalnom analizom se dolazi do podataka koje posmatranjem ili mjerenjem ne možemo otkriti. S obzirom da je životna sredina u suštini jedinstvo fizičkogeografskih i društveno – geografskih elemenata i faktora, u okviru geografskih osnova zaštite životne sredine, sinteza je jedan od osnovnih naučno – istraživačkih postupaka. U naučno – istraživačkom pogledu sinteza može biti deskriptivna i eksperimentalna, a po karakteru složenosti funkcionalna i kauzalna. Statistički metod u analizi životne sredine. Predmet statističkog istraživanja su masovne pojave, koje su po svojoj prirodi varijabilne, pa ih teba posmatrati na velikom broju slučajeva i na osnovu tih posmatranja donijeti zaključke45. Zbog toga se statistika najčešće interpretira kao naučni metod kvantitativnog istraživanja masovnih pojava. Primjena statističke metodologije omogućava nam, ne samo da uočimo opšte karakteristike varijabilnih pojava, nego i da otkrijemo pravilnosti u tendencijama ovakvih pojava. Pravilnosti koje uočavamo nazivaju se statističkim zakonitostima ili masovnim zakonitostima, ne samo zbog velikog broja posmatranja na osnovu kojih se do njih dolazi, već i zbog toga što te pravilnosti i važe samo u masi. Statistika se bitno razlikuje od evidencije. Zadatak evidencije je da po utvrđenoj shemi registruje sve pojedinačne slučajeve sa njihovim individualnim svojstvima. Statistika je po svojoj prirodi induktivni metod. Ona može polaziti od izvjesnih hipoteza, ali zaključke donosi na osnovu iskustva, činjenica, događaja i statističkih eksperimenata. To je empirijski (iskustveni) metod i jedan od brojnih prilaza kreiranju novih i potvrđivanju postojećih saznanja, na širokom području naučnog istraživanja. Danas nema više nijedne grane nauke u kojoj se ne bi uspješno mogao primijeniti statistički metod istraživanja. 43
Geokomponente – najjednostavniji strukturni dijelovi geografskog omotača . Geokompleksi su dijelovi geosistema; jedan od osnovnih pojmova geografije, prema kome veličine koje postoje u geoprostoru stvaraju funkcionalni odnos i pojavljuju se na površini Zemlje kao realizovani materijalni sistemi. Ljudsko društvo sa svojim tehničkim sistemima obrazuje geotehnički sistem: urbani, industrijski, saobraćajni. Tehnički sistemi zajedno sa prirodnim okruženjem predstavljaju geokomplekse. 45 Žižić,M.,Lovrić,M.,Pavičić,D., Metodi statističke analize, Ekonomski fakultet, Beograd, 1997. 44
Mada se statistika primjenjuje u raznim i specifičnim područjima, ne može se izdvojiti posebna teorija ni metodologija primjenljiva samo na jednu naučnu granu. Postoji opšta statistička teorija kao osnova statističkih metoda koji su više ili manje prilagođeni zahtijevima istraživanja i specifičnostima oblasti u kojima se primjenjuje. Prije nego što se pristupi proučavanju statističkog skupa, treba taj skup definisati: prostorno, vremenski i pojmovno (stvarno, suštinski). „Prostorno odrediti statistički skup znači odrediti prostor (teritoriju) na koji se odnose ili kojem pripadaju statističke jedinice. Vremenski odrediti skup znači odrediti moment ili razdoblje vremena u kojem će se obuhvatiti sve jedinice koje ulaze u statistički skup. Pojmovno određenje statističkog skupa iziskuje određivanje osobine koje mora da ima svaka jedinica da bi bila uključena u skup“ (Šešić, 1974). Statistički metod je tek u XX vijeku postao jedan od glavnih opštih naučnih metoda. Mada se danas u svim razvijenijim zemljama statistika obrađuje u posebnim institutima, statistika ipak nije posebna nauka. Statistika se prije može smatrati za granu primijenjene matematike. To je, prvenstveno, određeni opšti naučni metod istraživanja. Mada postoje razni posebno-naučno statistički metodi, ipak je statistika i opšti naučni metod: a) po tome što je svim specijalnim statističkim metodima zajednički izvjesni opšti statističku metod, i b) po tome što se statistički metod primjenjuje na vrlo široku oblast fizičko – hemijskih, prirodnih i društvenih pojava, tako da skoro nema ljudske aktivnosti čija se kvantitativna određenost ne bi mogla proučavati pomoću statističkog metoda. Nesumnjivo je da srž statističkog metoda čini saznanje kvantitativne određenosti masovnih pojava. Zato se statistika „može definisati kao skupljanje, predstavljanje, analiziranje i tumačenje numeričkih data“46 ( Croxton, 1959). Precizniju definiciju statističkog metoda daju teoretičari sa naših geografskih prostora S. Obradović i M. Senić47 koji tvrde: „Reč statistika ima dva osnovna značenja; s jedne strane pod statistikom se razume metoda kvantitativnog istraživanja masovnih pojava, a s druge strane rezultat takvog istraživanja (materijalna statistika)“. Statistički metod je veoma složen.On je važan komplementarni metod za niz metoda kod istraživanja životne sredine. Ovaj metod uključuje kvantitativno istraživanje masovnih (mnoštva) pojava, ali su moguće i kvalitativne ocjene. Tačnost ovog metoda ogleda se u primjeni matematičkih obrazaca u istraživanju pojava, procesa i problema vezanih za životnu sredinu. Statističko istraživanje životne sredine provodi se u nekoliko faza i postupaka i koherentno je (međusobno povezano) statističkim metodima istraživanja masovnih pojava, koji se mogu podijeliti u dvije osnovne grupe. Jedna obuhvata metode prikupljanja, sređivanja i prikazivanja podataka i metode određivanja parametara skupova (deskriptivna statistika). Drugu grupu sačinjavaju metodi statističke analize. Statistički metod vezuje se za prostor, a statistička analiza za vrijeme48. Kada su u pitanju metodi prikupljanja podataka, odlučujemo se za onaj metod posmatranja (prikupljanja podataka) koji će najefikasnije da obezbijedi tražene rezultate.
lat. data – prerano određeno; podaci, utvrđene činjenice, pojedinosti. S. Obradović, M. Senić, Osnovi statističke analize, 1959 48 Npr. vodotoke možemo proučavati i definisati u okviru slivova ili drugih prostornih cjelina; analiza tipova vodotoka (stalni, periodični, povremeni) je periodizacija vremena. 46 47
Za svako statističko istraživanje (statističku akciju) životne sredine potebno je izabrati najefikasniji metod posmatranja. Prema vremenu prikupljanja podataka statističko istraživanje može biti neprekidno, periodično i po potrebi, mada je pristup moguć i preko momentnih i intervalnih serija49. U neprekidno (kontinuirano) prikupljanje podataka, uz pomoć savremenog instrumentarija ili okularno, spada mjerenje i registrovanje klimatskih i meteo elemenata, vodostaja i proticaja hidroloških objekata, vrijednosti emisije polutanata u geosferi i sl. Periodično (intervalno) prikupljanje podataka odvija se vremenski ili u potrebnom vremenskom periodu (snježni pokrivač, pojava leda, pojava pojačane aerozagađenosti i sl.). Uzimanje podataka po potrebi (momentno) praktikuje se u oblasti životne sredine u ekscesnim slučajevima (havarije) ili kada se takve situacije mogu predvidjeti (zagađenost vazduha u zimskim mjesecima, poplavni talas u riječnim koritima, nekontrolisana sječa šume i dr.). Klasifikacija kao metod u istraživanju životne sredine. Pod klasifikacijom50 se podrazumijeva raspoređivanje predmeta, pojava i pojmova po klasama, odjelima, razredima s obzirom na njihove opšte odlike (odnos prema radu, vrsti, obliku i dr.). Klasifikacija je takođe vrsta geografske sistematizacije, grupisanje geografskih objekata po ukupnostima (klasama) koje se međusobno razlikuju prvenstveno kvantitativnim obilježjima, a kvalitativne razlike uočene pri tome među susjednim klasama odražavaju, po pravilu, dinamiku razvoja ili njihov hijerarhijski poredak. Klasifikacija se, u životnoj sredini, može primjenjivati u svrhu realizacije niza ciljeva. "Elemente životne sredine možemo klasifikovati s obzirom na njihov prostorni razmještaj i na njihova obilježja. Tako na primjer, klimu u možemo klasificirati po prostornom razmještaju na tropsku, suptropsku, umjerenu itd., ili po termičkim svojstvima na toplu, umjerenu i hladnu, a po vlažnosti na aridnu, humidnu i prelaznu". Kada se elementi životne sredine klasifikuju po vertikali, takav postupak nazivamo taksonomija51. Za taksonomiju, koja u suštini predstavlja višestepenu klasifikaciju, bitno je taksativno nabrajanje, poimenično nabrajanje svih slučajeva koji se odnose na kvantitativne i kvalitativne pokazatelje (parametre). Teledetekcioni metodi u istraživanju životne sredine52. Daljinska ili teledikciona (teletekciona) istraživanja geografskog prostora, samim tim i životne sredine imaju sve veću primjenu za praćenje obimnih informacija. Već su konstruisani brojni aparati i instrumenti koji su u funkciji daljinskog osmatranja. Osim radara, koji su našli široku primjenu u istraživanju geoloških odlika litosfere, zatim u hidrološkim i geomorfološkim istraživanjima životne sredine, sve veću primjenu ima aerofotografija. Do pojave satelita snimanje topografske površine (teritorij, akvatorij) vršeno je iz aviona, i, rjeđe, balona. Sateliti53 su omogućili snimanje velikih geografskih prostora iz znatno većih visina nego što je to bilo moguće avionima. Takva sistematska daljinska istraživanja značajno pomažu razumijevanju globalnih i lokalnih procesa i pojava životne sredine. 49
Opširnije o ovome vidjeti: M.Žižić et al., Metodi statističke analize, Beograd, 1997. lat. classis – razred, grupa... + fikacija (lat.facio – činiti, raditi) – rad, činjenje, stvaranje, nastajanje. 51 grč. taxis-red, raspored + nomos-zakon; nauka o osnovama reda, raspoređivanje, sistematizacija u nekoj struci, sistematika. 52 grč. telu, tele-u daljini, daleko + lat.detectio- otkrivanje,pronalaženje, iznalaženje. 53 Opširnije vidjeti: Marinko Oluić, Snimanje i istraživanje Zemlje iz svemira – sateliti, senzori, primjena – HAZU i GEOSAT, Zagreb, 2001. 50
Satelitska daljinska istraživanja omogućuju monitoring naše planete u širokom rasponu pojava, dopunjujući konvencionalne "in situ"54 tehnike prikupljanja podataka. Visoka rezolucija satelitskih snimaka i preciznost mjernih podataka, uz adekvatnu kompjutersku interpretaciju, doprinose da kosmičke tehnologije imaju sve veću primjenu u nauci. S obzirom da satelitski snimci sadrže iuzetno veliki broj informacija nastaje problem kako na snimcima prepoznati i izdvojiti one koji nas interesuju. Kao jedan od načina globalnog proučavanja stanja i promjena svih medija životne sredine na Zemlji , satelitska detekcija pomoću različitih mjerenja i snimanja registruje gotovo sve promjene u prirodi (životnoj sredini). Te promjene obuhvataju, između ostalog, zagađenost atmosfere i hidrosfere, štete nastale prirodnim i antropogenim uzrocima, globalno otopljavanje, devastaciju životne sredine i dr. Na temelju prikupljenih informacija, sve savršenijih generacija senzora, moguće je registrovati i reagovati na aktuelne ekscese u geosferama, ali i prognozirati neke prirodne katastrofe. "Postoji veliki broj satelita, opremljenim različitim senzorima, koji prikupljaju važne podatke o onome šta se događa na Zemlji. Podaci koji se na taj način dobiju imaju različite vrijednosti (radiometrijske i prostorne), od onih istovremeno snimljenih u različitim intervalima elektromagnetnog spektra, do snimaka dobijenih mikrovalnom tehnikom (radarski postupak), kao i snimanja prostorne rezolucije55 reda veličine 1.000 m pa sve do jednog metra. Pri tome ne treba zanemariti ni ispitivanja koja se tek planiraju, ili se već provode iz svemirskih stanica, koja će se obavljati kontinuirano najsavremenijim instrumentima (monitoring, mjerenja, snimanja cjelokupne Zemljine površine). Međunarodne organizacije kao što je UNESCO , rade na upozoravanju svjetske javnosti o prijetećem globalnom zagađenju okoliša (životne sredine, op.a.) i potrebi preduzimanja neophodnih mjera zaštite. Njihovo geslo "Man and the Biosphere – Long – Term Ecological Research56" ima za cilj okupiti stručnjake iz različitih zemalja, te ih aktivno uključiti u zaštitu globalne životne sredine" (Oluić, 1993). Metod neposrednog posmatranja životne sredine. Geografi već odavno ističu da je posmatranje najstariji metod saznavanja geografske stvarnosti. Pri posmatranju određenih objekata i pojava u isto vrijeme vrši se veoma aktivan misaoni proces uopštavanja i povezivanja elemenata i procesa koji čine određen objekt ili pojavu posmatranja. Pod geografskim posmatranjem podrazumjevamo neposredno posmatranje geografskih objekata, pojava i procesa u geografskoj (životnoj) sredini. Sa psihološkog stanovišta posmatranje je namjerno, plansko percepiranje, proučavanje, istraživanje objekata ili procesa. Posmatranje kao naučno-istraživački metod ima ogromnu vrijednost. Neposredno posmatranje pojava i procesa u životnoj sredini je (takav) naučno – istraživački metod u kome nije dozvoljeno učestvovanje posmatrača u objektu istraživanja. Posmatranja mogu biti jednokratna (momentna), kada se istražuju svojstva nekog elementa u određenom momentu, i dugotrajna, kada se na određenim stacionarima prati dinamika neke pojave kontinuirano (npr. produkcija nanosa u riječnom koritu). Pri izvođenju terenskog istraživačkog posmatranja neophodno je uočiti pojedine veze među geokomponentama i odnose u procesima date sredine. Pored toga, potrebno je utvrditi kauzalnost i hijerarhiju odnosa i veza procesa u datoj sredini.
54
lat. in- u + situs- položaj; na mjestu . Resolvirati (lat.resolvere – opet odriješiti): svesti, rastvoriti, razdvojiti; stepen do kojeg neki mjerni instrument (uređaj) ili analiza mogu odvajati (razdvajati) materiju, svojstva, događaje, susjedne dijelove 56 U prevodu : „Čovjek u biosferi – Dugoročno ekološko istraživanje „. 55
Metod eksperimenta u istraživanju životne sredine.Eksperimentalni57 metod je naučno – istraživački metod u geografiji, koji se sastoji u ispitivanju geografskih objekata, pojava i procesa u kontrolisanim prirodnim ili laboratorijskim uslovima (npr. simuliranje geneze izvjesnih oblika reljefa). Geografske eksperimente vršimo ako zakonomjerne prirodne procese i pojave vještački izazivamo, stvaramo, da bismo ih bolje, temeljitije mogli posmatrati. Prema mjestu izvođenja istraživački eksperimenti mogu biti terenski, laboratorijski ili kompleksni, a prema načinu primjene mogu biti eksperimenti (radi) utvrđivanja pravila i zakonitosti, i dokazni eksperimenti. Pod terenskim eksperimentom se podrazumijeva eksperiment u prirodnim uslovima u kojem je predmet eksperimenta određeni segment (proces, pojava, objekt) životne sredine u određenom vremenskom periodu (npr. proučavanje uticaja zemljišta sa humusnim pokrivačem i zemljišta bez humusnog pokrivača na režim oticanja vode i produkciju nanosa). Laboratorijski eksperiment se izvodi u vještački stvorenim uslovima (npr. intenzitet, obim i brzina polutanata). Kombinovani ili kompleksni eksperimenti se preduzimaju na ukupne osobine životne sredine, a mogu se vršiti bez preciznih mjerenja (npr. izgradnja autoputa i promjene životne sredine na bazi procjene uticaja na životnu sredinu: buka, vibracije, zagađenje vazduha, zagađenje voda, zagađenje i degradacija zemljišta, vizuelno zagađenje, mikroklima, potrošnja energije i resursa, saobraćajni udesi, rizik od akcidenata (nesrećni slučajevi), analiza nepouzdanosti i dr.). Valorizacija životne sredine. Valorizacija58 životne sredine ima izuzetan značaj kod utvrđivanja strategije za održivi razvoj određenog geografskog prostora. Osim toga, valorizacija obuhvata (Tabela 1) i kvantitativno – kvalitativne odlike osnovnih faktora životne sredine, a mogu se valorizovati prirodni resursi, geodiverzitet i biodiverzitet određenog prostora (područja, teritorije, regije). Vrijednovanje životne sredine spada i u domen rostornog planiranja. Životna sredina je složena naučna oblast (kompleksna pojava) koju naučno ne može da pokrije nijedna nauka pojedinačno59. Uticaj faktora životne sredine, kada je u pitanju prostorno, regionalno i urbano planiranje se sprovodi na makro, mezo i mikro nivou. Za geografski prostor evidentne su određene razlike, pa je u cilju valorizacije (ponekad) potrebno izvršiti njegovu podjelu na odgovarajuće cjeline.
57
lat. experimentum – naučno postavljen ogled, posmatranje pojave koja se ispituje pod tačno utvrđenim uslovima koji dozvoljavaju da se prati tok neke pojave i da se ona svaki put uz ponavljanje tih uslova ponovo izazove. 58 lat. valere – valjati, vrijediti; određivanje vrijednosti, procjena, procjenjivanje. 59 O ovome opširnije vidjeti: Dr Milutin A. Lješević, dr Dejan Filipović, Ekološki aspekti prostornog planiranja, PROSTOR, list prostornih planera i studenata prostornog planiranja, broj 10, str. 46-55, Geografski fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd, 2002.
Tabela 1. Značaj nekih ekoloških faktora na različitim nivoima prostornog planiranja (brojevi označavaju kategorije: 1 – najznačajnije; 4 – najmanje značajno) Nivoi planiranja→ Osnovni prirodni faktori↓ klimatski temperature padavine vjetrovi insolacija zemljišni geološka podloga reljef zemljište intenzitet erozije vegetaci – pošumljenost jski gustina vegetacije gust. riječ. mreže vodni vodene površine podzemne vode močvarnost
Regija i država 4 2 3 4 4 1 3 3 1 3 1 1 3 4
Opština 3 2 3 4 3 2 1 2 1 2 2 2 2 3
Naselje (grad) 3 3 2 3 2 1 2 3 2 3 3 2 2 2
Dijelovi naselja 3 3 1 1 1 1 3 4 3 4 4 3 2 1
Projektovanje 2 4 1 1 1 1 4 4 1 1
(Izvor: PROSTOR, broj 10, str. 46 – 55)
Regionalizacija geografskog prostora i valorizacija životne sredine. Regionalna problematika60 ima višestruko značenje: političko, ekonomsko, društveno i ekološko. Danas je poraslo saznanje o negativnim posljedicama dosadašnjeg stihijskog rada u pogledu regionalne problematike. Samim tim, porasla je svijest i o regionalnom planiranju (i u okviru životne sredine). Regionalno prostorno planiranje je plansko usmjeravanje razvitka pojedinih oblasti radi što racionalnijeg iskorišćavanja prirodnih bogatstava i usklađivanja različitih vidova ljudske djelatnosti. Regionalno prostorno planiranje postaje instrument kojim se u planiranju razvoja služe mnoge zemlje. Kada je u pitanju regionalno prostorno planiranje prioritet se daje prirodnim faktorima, kod djelatnosti i funkcija koje su u direktnoj međuzavisnosti s njima (npr. planiranje poljoprivredne proizvodnje – rejonizacija poljoprivrede). Takođe, mnoge druge funkcije, kao na primjer: industrijski razvoj, izgradnja stambenih i drugih objekata, razvoj i funkcionisanje infrastrukture, rekreacija i sl. moraju uzimati u obzir faktore životne sredine i prirodne mogućnosti planskog prostora. Funkcionalne veze različitih prostornih cjelina vrše geografi, ekonomisti, sociolozi (danas to pokušavaju i političari) i dr. Na bazi funkcionalnih veza izdvajaju se nodalno – funkcionalne regije, a rjeđi je naziv regije uticajnih sfera. Nodalno – funkcionalne regije se izdvajaju na osnovu proizvodnje (što bitno determiniše stepen opterećenja životne sredine), ali nije neuobičajena praksa da jedan od kriterija bude i potrošnja (što takođe anticipira odnos prema životnoj sredini). Ove regije se mogu zvati i integralne regije – prostorni okviri za društvenu regionalizaciju prostora.
60
lat. regio – kraj, predio, područje, okolina, zemlja, pokrajina, oblast, okrug, okružje, dio, mjesto, strana (tijela); regija je područje (manje ili više ograničeno) koje predstavlja privrednu cjelinu sa specifičnim prirodnim, saobraćajnim, istorijskim i drugim odlikama .
Nodalno – funkcionalne regije se ne poklapaju sa homogenim regijama, jer se jedna nodalno – funkcionalna regija može nalaziti u dvije homogene regije (prostorno zahvatanje). Kod prostornih planera61, pod regijom se podrazumijeva dio Zemljine površine koji ima svoje sopstvene geografske karakteristike – od prirodnih do antropogenih. U metodološkom smislu regije determinišemo kao geokompleks62 jasnih granica , utvrdivog stanja geosistema, njegovih elemenata i komponenti. Regije su u narodu jasno izdiferencirane (Lješević, 2002). One imaju svoje ime, često i individualne etničke karakteristike. Svaka od njih po pravilu ima glavno mjesto (nodalno-funkcionalni centar) , koje se najčešće poklapa sa opštinskim centrom. Kompleksna analiza principa regionalizacije i uslova vezanih za životnu sredinu na regionalnom nivou pokazala je da najveći (najznačajniji) uticaj na planiranje prostora ima: tip naselja u prostorima gdje se razvijaju (ili će se razvijati) nove djelatnosti; izgradnja novih privrednih kapaciteta (poljoprivreda, industrija, saobraćaj i dr.); izgradnja (lokacija) rekreacionih zona svih vidova odmora. Kod principa regionalizacije moguć je slijedeći pristup, ali se elementi – principi, u svakom slučaju, različito valorizuju kada je u pitanju zaštita životne sredine: 1. Administrativno – tehnički pristup Administrativni princip Tehnički princip 2. Geografski princip Princip homogenosti prirodnih uslova Fizionomski princip 3. Ekonomski principi Ekološki ili potencijalni Princip homogenosti ekonomske strukture Ekonomski razvojni princip Princip proizvodno teritorijalnih kompleksa Nodalno – funkcionalni princip Administrativno – tehnički princip regionalizacije je najmanje geografski, a nalazi primjenu u regionalnoj planerskoj praksi. Tehnički princip je raširen kod tehničara, gdje se na nekom prostoru u dužem vremenskom periodu vrše tehnički radovi, a oni su izuzetno bitni kod zaštite životne sredine (hidroelektrana, melioracioi radovi i sl.). Geografski princip regionalizacije je lansiran u krugovima geografa. Princip homogenosti prirodnih uslova predstavlja izdvajanje prostornih cjelina prema dominantnim elementima. Fizionomski princip temalji se na izdvajanju prema geografskom izgledu određenog prostora. Za ovaj princip možemo reći da je kompleksni princip, pa i najviše geografski. Oslanja se na elemente transformisane prirodne osnove (prirodna osnova plus uticaj društvenih faktora) i zbog toga je veoma bitan u proučavanju i zaštiti životne sredine. Ekonomski principi regionalizacije su pogodni za izdvajanje regija koje su stvarno izdvojene kao ekonomske ili kao regije planskog razvitka.
61 62
M. Lješević, D. Filipović, cit. rad, str. 46-55. Termin geokompleks nema precizno taksonomsko značenje.
2.1.3. Prirodna i geografska sredina O pojmu sredine u nauci ne postoji saglasnost. Posebno saglasnosti nema kada taj pojam treba da označava ekološku, prirodnu, geografsku i životnu sredinu, ali i čovjekovu sredinu. U tim neslaganjima (osim terminologije, npr. sredina-okoliš-okolina) najčešće se postavlja pitanje da li postoji razlika između sredine i prostora. Većina autora koji se bave ovim pitanjem, slažu se da ne postoji saglasnost ni u definisanju prostora. "Tako se termini "prostor", "prostorno planiranje", "prostorni plan" (pa i nauka o prostoru) često upotrebljavaju ali nisu potpuno definisani i pod tim pojmovima se mogu podrazumevati (i podrazumevaju se ) različiti sadržaji" (D.Ž. Marković, 1996). Pored toga iz osnovnog termina "prostor" izveden je čitav niz drugih termina ("geoprostor", "geografski prostor"). To ukazuje da se pri upotrebi riječi prostor prevashodno misli na prostor na topografskoj površini koji je naseljen, ili može biti naseljen živim bićima i ljudima. No, ovakvo određenje i korišćenje pojma (i termina) prostor zahtijeva da se on shvati u geografsko – ekološkom smislu. A i kada se pojam "prostor shvati u ovom smislu, onda se podrazumeva životna sredina organizama koja uključuje i pojam čovekove (životne) sredine". U stvari, prostor se ekološki prvenstveno shvata kao životna sredina i pri tome se misli na životnu sredinu (ili spoljašnju sredinu živih bića) koja uključuje i čovjekovu okolinu.63 Sredina se različito definiše. Tako se sredina određuje kao ukupnost uticaja koji modifikuju i određuju razvoj života ili kao agregat postojećih stvari, uslova i uticaja. Međutim, pojmovno određivanje sredine često se shvata tradicionalno i pasivno, pa se tako traži savremeniji pristup određivanju pojma sredine koji bi izrazio ukupnost uslova i uticaja u jednom okruženju, tako i njihovu razvijenost.64 U nastojanju da se formuliše jedno prihvatljivo određenje sredine smatramo da se sredina može definisati "kao sveukupnost međusobno povezanih uslova i uticaja prisutnih u nekom okruženju. Iz ove definicije sredine proizlazi da su njeni osnovni elementi: okruženje, uslovi i uticaji; međusobna povezanost uslova i uticaja; promjenljivost uslova i uticaja i promjene u datom okruženju koje nastaju kao posljedica povezanosti uslova i uticaja. U stvari, sredina nije prostorno statična struktura, kako se s pravom ukazuje, već prostor interaktivno dinamičan nastao integracijom žive i nežive materije i prirode".65 Prirodna sredina predstavlja ukupnost abiotičkih i biotičkih faktora, prirodnih ili izmijenjenih djelatnošću čovjeka (ljudskog društva), koji vrše uticaj na čovjeka i druge organizme. Abiotički faktori su faktori sredine uslovljeni uticajem nežive prirode (klima, reljef i dr.), a biotički faktori su faktori sredine uslovljeni uticajem njenih živih komponenata. Prirodna sredina se razlikuje od drugih komponenti geografske sredine svojstvom samoodržavanja i samoregulacije66 bez korektivnog uticaja (intervencije) čovjeka.
63
M.M. Janković, Ekološki pristup problemu geografsko-ekološkog planiranja i uređivanja u SR Srbiji, Glasnik Instituta za botaniku i botaničke bašte u Beogradu, Tom VIII, 1973, str. 1-4. 64 P. Meadows, The Contemporary Rdiscovery of the Environment. Man and his Environment, Preceding of the Fourth International Confernce and Society, Beograd, 1971, str. 23-24. 65 Dr Mara Đukanović, Ekološki izazov, ELIT, Beograd, 1991, str. 16. 66 Zahvaljujući samoregulaciji, mnogi procesi u geografskom omotaču održavaju se i funkcionišu na ustaljenom nivou, pa se time eliminišu veoma oštra kolebanja (amplitude), npr. salinitet Svjetskog mora, količina kiseonika i dr.
U bliskoj prošlosti, ali i danas, pod prirodnom sredinom (u bukvalnom značenju) su se podrazumijevali nenastanjeni dijelovi Zemlje,67 odnosno oni dijelovi naše planete gdje nije bilo intervencije čovjeka.68 Poštujući do kraja evolutivni princip,69 s pravom se može reći da je čovjek ( u životnoj sredini) samo jedan u nizu prirodnih (kohezionih ) elemenata. No, uticaj čovjeka (antropogeni uticaj) u okviru geografskog omotača toliko je evidentan, da se, s pravom postavlja pitanje: da li danas egzistira prirodna sredina (anekumena) u pravom značenju tog termina? Malobrojni su prostori naše planete čiji je sadašnji izgled isključivo rezultat prirodnog razvoja. Mnogo je više prostora na Zemlji čiji je izgled izmijenjen djelovanjem ljudi. Isto tako, djelovanje čovjeka na prirodu ne može se, samo, ograničiti na mikro i mezo geografski prostor (lokalno-regionalni okvir uticaja) jer cirkulacija geografskih procesa i pojava (geografski kružni tokovi) obuhvata cijeli geografski omotač. Svojim aktivnostima čovjek je značajno poremetio odvijanje mnogih prirodnih procesa i praktično ozbiljno ugrozio elemente prirodne sredine. Najkraće – čovjek je ugrozio samog sebe. Eksperti se slažu da narušeni pravilan odnos između elemenata prirodne sredine nije moguće ponovo uspostaviti, ali i vjeruju u to da se negativni procesi, po čovjeka i živi svijet, mogu i trebaju kontrolisati. S obzirom na sve evidentnije promjene prirodne sredine, izazvane uticajima čovjeka (antropogeno djelovanje), čiji se efekti po zakonima cjelovitosti i jedinstvenosti (integralnosti) prenose bez ikakvih prepreka na sve dijelove naše planete, opravdano se može postaviti pitanje: da li u trećem milenijumu postoji prirodna sredina u pravom značenju tog pojma? "U suštini mi smo itekako vezani za prirodu i ostajemo samo jedan njen dio čiji je opstanak moguć jedino ukoliko, za nas, značajni parametri prirode zadrže svoju prirodnu vrijednost". Postavlja se pitanje može li čovjek (ili bilo koje drugo živo biće) fizički izaći iz svoje životne sredine; može li u vještačkim sredinama koje je stvorio (vasionske stanice, vasionski brodovi, podmornice ) da se odvoji od svoje prirodne (fiziološke) vezanosti za geokomponente kao što su vazduh i voda. Čovjek je, dakle, u uslovima dugotrajnog boravka u vasioni ili okeanskim dubinama prisiljen da svoju prirodnu sredinu nosi sa sobom u vidu raznih tehničko – tehnoloških pomagala. Geografska sredina. Savremena geografija u posljednja dva vijeka postepeno prelazi od opisne nauke (zemljo(o)pisa) ka naučnoj geografiji i konstruktivnoj geografiji koja rješava probleme primijenjenog (praktičnog) značaja. Savremena geografija je sistem geografskih nauka, a predmet izučavanja (takve) geografije možemo definisati kao geografsku sredinu ili ekumenu. Geografska sredina je dio zemaljske prirode izmijenjen ljudskom djelatnošću i intenzivno prožet materijalnim rezultatima ljudskog rada; "...jedinstveni dijalektički70 kompleks prirode i društva, čiji su elementi uzajamno povezani i uslovljeni" (Mastilo, 2001). Geografska sredina se sastoji od tri različite vrste elemenata – prirodnih (neorganska i organska priroda), društvenih (stanovništvo, privreda) i antropogenih (objekti koje je čovjek svojim radom izgradio, npr. naselja, infrastruktura). 67
Ekumena (grč. oikumene) naseljeni dio Zemlje; anekumena (grč. a-,an-, ne-, oikumene – nastanjena zemlja) oblasti i predjeli na Zemlji na kojima se ljudi ne mogu stalno nastanjivati (npr. pustinje, močvare itd.). 68 Intervencija čovjeka podrazumijeva izgradnju objekta (objekata), bez obzira na namjenu, na topografskoj površini i stalno prisustvo čovjeka na tom geografskom prostoru. 69 Evolucija: razvoj savršenijeg i komplikovanijeg iz nižeg, nesavršenijeg i jednostavnijeg. 70 Dijalektika (grč. dialegomai – razgovaram); filozofski: nauka o kretanju mišljenja kroz protivrječnosti; dijalektički metod – metod saznanja koji prirodne pojave razmatra u stalnom kretanju i mijenjanju.
Geografska sredina je zapravo dio geosfere (atmo, hidro, lito) koji je čovjek osvojio u određenom stepenu. Ona se prostorno podudara sa pojmom ekumene. U mnogim dosadašnjim geografskim radovima i geografskim studijama pod prirodnom sredinom se podrazumijevala anekumena, a za geografsku sredinu često se koristi termin ekumena. Već smo istakli da naseljeni dio površine Zemlje nazivamo ekumena, a nenaseljeni anekumena. No, postoji i prelazna zona između ekumene i anekumene koja se naziva subekumena. U subekumeni i anekumeni ima stalno i povremeno naseljenog prostora. To su ekumenske oaze ili ekumenske enklave. Značajan obim antropogenih negativnih pojava (čiji je rezultat emisija zagađivača u geosfere) posredno se prenosi (stalno kruženje materije i energije u prirodi) i izvan ekumene, odnosno i anekumena je izložena dejstvu raznih zagađivača. Ako prihvatimo da problem ugrožavanja životne sredine ima globalno značenje (odnosi se na cijelu našu planetu bez obzira na naseljenost), tada možemo postaviti još jedno pitanje: da li, sa stanovišta zaštite životne sredine, postoje vanekumenski prostori naše planete? Ako prihvatimo određeni, pojednostavljeni pristup da je geografska sredina, zapravo, dio prirodne sredine prožet rezultatima ljudskog rada, tada možemo postaviti pitanje: gdje, kada i kako počinje neposredna veza prirodnih i društvenih procesa? Smatramo da ta veza počinje pojavom i razvojem naselja i pojavom proizvodnje. Materijalni dokazi o postojanju ljudskih naselja sežu u paleolit – skloništa u prirodi, najčešće u pećinama. Prvo stalno naselje se počinje razvijati u neolitu (oko 9000 g.p.n.e.), kada čovjek postepeno prestaje biti isključivo sakupljač hrane i lovac. Kada je počelo proizvoditi hranu koju može koristiti u dužem periodu, stanovništvo se (više) nije moralo seliti. Najznačajniji impuls razvoju gradskih naselja na Zemlji dala je industrijska revolucija koja je započela u drugoj polovini XVIII vijeka. Istovremeno sa razvojem gradova javlja se i proces urbanizacije. Pod njim podrazumijevamo procese brojčanog, demografskog, funkcionalnog i fizionomskog razvoja gradova, na jednoj strani, a na drugoj proces širenja gradskog načina života ili urbanosti izvan gradskih granica. Tamo gdje taj proces nije išao u skladu sa propisanim normama i standardima razvoja, negativne posljedice urbanizacije su brojne: problemi vezani za prenaseljenost, saobraćajna zagušenost, deponovanje smeća, (dis)lokacija "prljavih industrija", vodosnabdijevanje stanovništva i privrede, jednom rječju zagađenost životne sredine u većini gradova svijeta poprima alarmantne razmjere. Tu je još prisutna neplanska, bespravna i spontana gradnja stambenih i privrednih objekata, uz prisustvo brojnih socijalnih i ekonomskih problema i konflikata i sl. Postanak i razvoj prvih gradskih naselja vezan je za period pojave viška proizvoda i potrebe za njihovom razmjenom, odnosno sa razvojem privrede71. Proizvodnja je proces stvaranja neophodnih dobara. Pri proizvodnom procesu se prirodni i privredni resursi pretvaraju u upotrebljiva dobra. Eksploatacijom ruda, sječom šuma, pregrađivanjem rijeka i dr. geografska sredina je postala predmetom eksploatacije prirodnih resursa od strane ljudskog društva. "Stepen iskorišćenosti prirodnih resursa najčešće je upravo proporcionalan nivou kvaliteta geografske sredine. Uzajamno dejstvo antropogenih i prirodnih procesa, u čijem se okruženju odvija život, u osnovi predstavlja geografsku sredinu.
71
Pod pojmom privrede podrazumijevamo sveukupnu ljudsku djelatnost koja obuhvata proizvodnju, raspodjelu, razmjenu i potrošnju materijalnih dobara neophodnih za život čovjeka.
Zbog toga se često u sistemu geografskih nauka, a posebno kada je riječ o kvalitetu životne sredine, upotrebljava termin geografska sredina. Ona vjerno odražava kompleks pojava i procesa koji su nastali u uzajamnosti društva i prirode" . Naziv geografska sredina prikladniji je u odnosu na termin životna sredina iz razloga što geografska sredina kompleksno odražava stanje interakcije čovjeka i njegovog prirodnog okruženja. Međutim, termin geografska sredina neki dovoljno ne shvataju a drugi namjerno ne upotrebljavaju jer po njima on predominantno naglašava geografsku nauku. U geoekološkim razmatranjima geografske sredine se ravnopravno upotrebljava sa terminom geosistem i odnosi se na prirodnu i životnu sredinu koja je u manjoj ili većoj mjeri izmijenjena ljudskim aktivnostima. Možemo zaključiti da termin geografska sredina kompleksno odražava međuzavisnost (stanje interakcije) čovjeka i njegovog prirodnog okruženja. 2.1.4. Ekologija i zaštita životne sredine Ekologija72 je relativno mlada naučna disciplina i uglavnom se definiše kao nauka koja proučava odnose živih bića prema neživoj i živoj prirodi. Bez obzira na prilično jasno determinisan predmet izučavanja ekologije – uzajamni odnosi živih bića, kao i odnosi živih bića i okolne nežive sredine – još uvijek ne postoji jedinstvena opšteprihvaćena definicija ove naučne oblasti. Isto tako, neselektivnim pristupom, od strane pojedinih autora, u definisanju ciljeva i zadataka ekologija je od biološke discipline, minoriziranjem značaja kompleksnog multidisciplinarnog sistema životne sredine, promovisana u posljednje vrijeme kao "nauka o životnoj sredini" (Savić, Terzija, 2002). Podsjetimo se da je A.G. Isačenko (1986) rekao: „Sadašnje široko poimanje ekologije je smjesa i prekid naučne teorije, političke doktrine, stihijskih pokreta, diletantskih rasuđivanja, novinskih senzacija, nešto neodređeno, ono što se ne uklapa u predstavu nauke...“73 I površan uvid u naučnu, stručnu i nastavnu literaturu pokazuje niz različitih terminološko – pojmovnih pristupa u definiciji ekologije. S obzirom da ova nauka ima veliki značaj u multidisciplinarnom i interdisciplinarnom pristupu izučavanja životne sredine, pokušaćemo izvršiti selekciju najreprezentativnijih definicija koje su prisutne u dostupnoj literaturi. Treba još jednom naglasiti da je ekologija danas priznata nauka, ali evidentno je da nema jedinstvenu ošteprihvaćenu definiciju predmeta proučavanja. Analiza brojnih definicija ekologije pokazuje da postoji evolucija pojma "ekologija". U toj evoluciji prvobitno čisto biološko značenje ekologije, po kome je ona shvaćena kao grana biologije, postepeno je ustupilo mjesto njenom širem značenju. Istovremeno, analiza tih definicija pokazuje da su osnovni elementi svake definicije ekologije: živa bića, sredina (okolina), međusobni uticaj živih bića u sredini (okolini) i odnos živih bića i sredine. Prema tome, ekologija se može odrediti kao nauka čiji je predmet proučavanja odnos živih bića prema njihovoj sredini, njihov međusobni odnos u sredini i uticaj sredine na živa bića. Jer, kako su pokazala istraživanja prirodnih nauka, posebno biologije, postoji čitav splet međusobnih odnosa između živih bića, jednih prema drugima i prema uslovima žive prirode74. Pokazalo se da sve vrste živih bića u prirodi, blagodareći spletu uzajamnih odnosa, stvarno vode zajednički život, žive u određenim zajednicama, izvan kojih im je opstanak 72
Grč. oikos - stanište, mjesto prebivanja i logos – riječ, nauka. Vidjeti poglavlje 2.1.2. 74 Rudi Supek (1978): Ova jedina zemlja, S.N.L., Zagreb, str. 209. 73
nemoguć. Krajnji cilj ekologije jeste i utvrđivanje načela na kojima počiva zajednički život organizama u svakoj životnoj oblasti.75 Treba istaći da je ekologija, bez obzira na nedoumice oko širine njenog značenja, postala priznata naučna disciplina, ali je i pored toga predmet rasprava koje osporavaju saznanja koja ona pruža.76 Ekologiji se sve više prigovara da sve primjetnije naučna disciplina prognozerskog karaktera. Međutim, pri tome se ističe da je "ova futurološka deformacija" bila potpuno strana ekologiji sve dok se ekologija smatrala posebnom oblašću biologije. Ali sada je"ova nauka došla do tog stupnja da polaže pravo na to da ima opštu vrednost – pravo koje ne može da opravda. Što su neki zaključci dalekosežniji, manje je pouzdana".77 Termin (pojam) ekologija prvi put je korišćen od strane njemačkog biologa Ernsta Hekela (Ernst Haeckel) u knjizi Opšta morfologija organizama, 1866 godine, gdje navedeni autor kaže: "Pod ekologijom podrazumijevamo zbir znanja koja se odnose na ekonomiku prirode: izučavanje sveukupnosti uzajamnog odnosa živog svijeta sa sredinom koja ga okružuje, i to kako organskom tako i neorganskom. Jednom rječju: ekologija je nauka o izučavanju svih složenih uzajamnih odnosa, koje Darvin naziva uslovima i bespoštednom borbom za opstanak". "Ekologija je nauka o domaćinstvu (ekonomiji) živih bića"(Stanković, 1962, 1968, 1977). Prof. dr Siniša Stanković se smatra utemeljivačem ekologije na geografskom prostoru bivše Jugoslavije. Još 1933. godine u svojoj maloj, ali značajnoj knjizi "Okvir života", izdatoj samo sedam godina poslije prve knjige štampane u svijetu pod nazivom "Ekologija" on piše: „Čovek nije samo član svoje uže društvene zajednice, nego u isto vreme i član jedne daleko šire zajednice, koju čini ceo živi svet oko njega. Odrediti odnos čoveka prema ostaloj živoj prirodi koja je jedna nerazdeljiva celina i koju čovek sve intenzivnije iskorišćava – jedan je od zadataka ekologije, i to zadatak od nedoglednog praktičnog značaja". Ekologija je, po Stankoviću, u isti mah ekonomija žive prirode i nauka o održavanju živog svijeta uopšte. Ekologija je takođe biološka disciplina definisana prema problemu kojim se bavi. „Njen je osnovni zadatak da proučava uzajamne odnose između organizama i sredine, od kojih zavisi održavanje jedinki i populacija organskih vrsta kao i njihovih zajednica u prirodi, njihov raspored i gustina njihovog naselja na pojedinim mjestima Zemljine površine, način života i ponašanja pod datim uslovima opstanka“ (Stanković,1968). Ekologija kao termin malo se koristio sve do 1895. godine kada je danski botaničar Varming objavio rad o ekološkoj geografiji biljaka. Od tada su ekologiju biljaka i ekologiju životinja (fitoekologija i zooekologija) razvijale kao samostalne nauke i nezavisne jedna od druge. Kasnije je takav stav prevaziđen, pa i ako su i dalje samostalne, one su međuzavisne i sjedinjene u opštu ekologiju (Odum, 1983, Clarke, 1967, Ehrlich, 1987, Stanković, 1962, 1968). Ekologija je nauka o ekosistemima, o odnosima među živim organizmima i između njih i njihove životne sredine. Ekologija se bavi opštim principima koji se odnose i na životinje i na biljke (Glipin, 1976) Ekologija je nauka o organizmima u okviru "doma". Ona ima poseban interes za sveukupnost ili karakter međuzavisnosti organizama i sredine koja ih okružuje (Webster, 1977). Ekologija je nauka o prirodnoj sredini i odnosima između organizama i njihove okoline (Ricklefs, 1990).
75
Ibid. Sličan slučaj je i sa Humanom ekologijom, koja je često predmet rasprava i osporavanja. 77 Hans Magnus Enzensberger, Kritika političke ekologije, "Marksizam u svetu", Beograd, 9/1974, str. 158. 76
Ekologija je nauka o životnoj sredini. Ona je u isti mah ekonomija žive prirode, nauka o održavanju živog svijeta (Stanković, 1977). Ekologija je nauka o uslovima postojanja i međuodnosa između živih bića i sredine (Biogeografsko udruženje, 1950). Ekologija je nauka o međuzavisnosti svih živih bića i fizičke sredine. Kako se u posljednjim dekadama razvija nauka o životnoj sredini čija je osnova i pristup upravo ekologija, to i ekologija u okviru nje, pa i samostalno, postaje sve više nauka koja povezuje prirodne i društvene nauke (Đukanović, 1984). Ekologija je multidisciplinarna oblast nauke, ona je nauka o sastavu mnogostrukih sistema u prirodi, društvu i o njihovoj međuzavisnosti (Odum, 1986). Međutim, opšta ekologija, po istom autoru78, predstavlja izučavanje strukture i funkcije žive prirode (čovječanstvo se razmatra kao glavni dio prirode) i čini jedan od glavnih dijelova biologije. Biologija je, po E.P. Odumu, jedinstvena nauka, a ukoliko se unutar nje mogu izdvojiti njeni odjeljci, onda opšta ekologija je ne samo glavni dio biologije već integralni dio svih njenih dijelova. Ekologija je nauka o faktorima životne sredine i o tome u kakvim su međuodnosima organizmi sa njima (Cunningham, Saigo, 1990). U ruskoj nauci pod pojmom ekologije podrazumijeva se odnos bilo kojeg proučavanog objekta prema njegovoj okolini i ukupnoj prirodnoj sredini. Ovakvo poimanje ekologije upućuje na čisto biološko tumačenje u čijoj sferi proučavanja se nalazi i čovjek (Spahić, 1999). Ekologija je grana nauke koja proučava međuodnose između organizama i njihove životne sredine (Enger et al., 1989). U Rečniku savremene srpske geografske terminologije (Mastilo, 2001) ekologija se definiše kao nauka o uzajamnim odnosima organizama i sredine koja ih okružuje. Ekologija izučava uticaj sredine u cjelini i pojedinih njenih faktora na organizme, postanak morfoloških i fizioloških osobenosti, izmjenu broja organizama od uslova sredine i sl. Neki autori (Radkevič, 1983) ekologiju i dalje smatraju čisto biološkom naukom: „Ekologija je opšta biološka nauka koja izučava uzajamni odnos organizama jednog prema drugom kao i sa životnom sredinom". I dalje, isti autor kaže:"Savremena ekologija je teorijska osnova za racionalno korišćenje i zaštitu prirode, koja ima svoj specifičan sadržaj, predmet i zadatke, a takođe i metod istraživanja“. 2.1.4.1. Nastanak i razvoj ekologije Ako ekologiju shvatimo kao uzajamni odnos živih bića i odnos živih bića i ostale prirode (okolne nežive sredine), tada lako dolazimo do zaključka da su te odnose razmatrali, na određeni način, i antički mislioci i filozofi – Hipokrat, Aristotel, Teofrast, Plinije Stariji, Demokrit i drugi. Kod njih je bio prisutan ekološki pristup i ekološko mišljenje, ali i pored toga u staroj Grčkoj, niti bilo kojoj drugoj staroj civilizaciji, nije korišćen termin ekologija. U filozofiji i nauci, Aristotel (384 – 322. g.p.n.e.) ima za današnje pojmove, multidisciplinarni pristup, sa idejom da u svim promjenama i svim vidovima rasta postoje uzroci. Plinije Stariji (I v.n.e.) suprostavio je ljepotu i obilje netaknute prirode prema "nesavršenosti" ljudi koji tu prirodu zloupotrebljavaju. Demokrit (460 – 370 g.p.n.e.) svoj "ekološki" način mišljenja se odnosio na zakon održanja: "Svaka promjena jeste samo spajanje i razdvajanje dijelova". 78
Odum, E.P., Fundamentals of Ecology, Philadelphia, W.B.Sunders Co., 1959.
U starom Rimu na odnose između živih bića i prirode ukazivali su pjesnik Vergilije (Vergilije)79 i filozof Lukrecije. „Ovo ukazivanje na odnose između živih bića i prirode (još u antičkom periodu – op.a.) pokazuje težnju koja je, na jedan ili drugi način, oduvijek postojala za očuvanje živog svijeta i životnog prostora“.80 Razmatranja navedenih antičkih mislilaca, filozofa i pjesnika mogu se, na određeni način, prihvatiti kao embrion ekologije u antičkom periodu. Osnivačem ekologije, posebno sinekologije,81 kao biološke discipline može se smatrati čuveni engleski biolog Čarls Darvin (Charles Darwin, 1809 – 1882), tvorac nauke o organskoj evoluciji. Svojom knjigom „Porijeklo vrsta putem prirodnog odabiranja“ (1859) izazvao je preokret u predstavama o organskom svijetu; Darvin je pokazao da se život na Zemlji mijenja i razvija kao proces koji vječno djeluje; svi organski oblici posljedica su tog razvoja, a ne proizvod „stvaranja čudom“. No bez obzira što se Č. Darvin smatra osnivačem ekologije, on nije koristio termin ekologija. Svoju knjigu napisao je 1859. godine, a Ernst Hekel je tek 1866. godine upotrijebio pomenuti termin. Kada su u pitanju geografi i njihovi prvi ekološki radovi, malo je poznato da su prvi počeci sinekoloških istraživanja vezani za A.F. Humbolta82 koji je svoja obimna terenska istraživanja i proučavanja, jednim dijelom, posvetio otkrivanju veze između klimatskih elemenata i tipova biljnog svijeta. "Sinekološkoj problematici, pored ostalih geografa, značajan doprinos dao je i V.V. Dokučajev koji je otkrio zakonomjernu smjenu prirodnih zona svijeta" (Spahić, 1999). Već smo istakli da je ekologija relativno mlada i nova nauka (naučna disciplina), ali i pored toga u njenom razvoju, koji je bio postepen, razlikuje se nekoliko posebnih faza. Kao osnovne faze u njenom razvoju najčešće se navode: proučavanje životne sredine pojedinih vrsta; proučavanje ekosistema; proučavanje međusobnih uticaja među ekosistemima; proučavanje biosfere i proučavanje čovjeka u biosferi.83 Prema ovoj podjeli, razvoj ekologije otpočeo je proučavanjem i opisivanjem prirode. Međutim "stvarni razvoj ekologije otpočeo je proučavanjem sredine u kojoj žive pojedine vrste, kao i proučavanjem njihovih odnosa i njihove simbioze ili suparništva s drugim vrstama. Ova proučavanja sredinom dvadesetih godina (XX vijeka, op.a.) dovode do proučavanja zajednica vrsta, tj. do razvitka sinekologije (ekologije zajednica vrsta). Tim proučavanjem nastojalo se da se otkriju zakoni dinamike populacije međusobno povezanih grupacija vrsta. U takvom nastojanju stvorena su dva osnovna pojma sinekologije: lanac ishrane i piramida brojeva. Lanac ishrane počinje od nižih ka višim vrstama, a broj jedinki se smanjuje od osnove prema vrhu.84 Ali, proučavanja su pokazala da ekologiji nedostaje osnovna jedinica proučavanja (poput atoma u fizici ili ćelije u histologiji). Zato je kasnije stvoren i pojam – ekosistem, kao jedinica za proučavanje u ekologiji (D.Ž. Marković, 1996). 79
Publije Vergilije Maron, jedan od najvećih starorimskih pjesnika (I v.p.n.e.); autor junačkog epa o Enejidi (opjevani doživljaji Eneja, čuvenog trojanskog junaka i praoca rimskog naroda). 80 Opširnije o razvoju ekoloških znanja vidjeti: N.F. Rejmers, Načelo ekologičeskih znanii, MNEPU, Moskva, 1933, str. 14 –29. 81 Sinekologija (biogeocenologija) proučava uzajamne odnose biljaka i životinja i njihove populacije sa prirodnom sredinom. 82 Humboltd Alexander (1769 – 1859) znameniti njemački prirodnjak i geograf, jedan od osnivača naučne geografije, Mnoga njegova proučavanja imaju komparativni i sintetički karakter. 83 Opširnije vidjeti: The New Encyclopedia Britannica, p.197. 84 Lanci ishrane obezbjeđuju opstanak živih organizama, i zato da bi postojali stabilni odnosi između raznih oblika života i životne sredine, nužno je postojanje lanaca ishrane koji obezbjeđuju energiju neophodnu za opstanak živih organizama.
U drugoj fazi svoga razvoja ekologija proučava ekosistem. Ekosistem kao termin prvi je upotrijebio Artur Džordž Tensli85 1935. godine. Ekosistem je shvatan „kao sistem jasno označen u prostoru i vremenu, u koji su uključeni ne samo organizmi koji su u njemu nastanjeni, već i fizički uslovi klime i tla, kao i sva međusobna dejstva između raznih organizama i između tih organizama i fizičkih uslova“.86 Dakle, u drugoj fazi svog razvoja ekologija je fokusirana na proučavanje ekosistema kao funkcionalne zajednice koja se sastoji od interakcije organizama i svih aspekata okoline u bilo kojoj specifičnoj oblasti.87 U trećoj fazi razvoja ekologija se usredsređuje na proučavanje međuuticaja ekosistema. Naime, pošto su naučnici već bili razvili metodologiju proučavanja ekosistema (1935 – 1950. godine) nastaje etapa proučavanja međusobnih odnosa ekosistema (razmjena energije, lanac ishrane, cirkulacija kiseonika i ugljen-dioksida). Proučavanje biosfere predstavlja četvrtu fazu u razvoju ekologije. Biosfera predstavlja životnu sredinu svih živih bića, pa i čovjeka. „Istraživanja su pokazala da biosfera predstavlja složeni organizacioni sistem višeg reda. U predelima svake njene strukturne jedinice procesi preobražaja materije i energije protiču zasebno“ (D.Ž. Marković, 1996). U petoj fazi razvoja, ekologija se sve više koncentriše na proučavanje čovjekovog položaja u biosferi. Ta faza predstavlja na određen način zaokružen evolucioni ciklus,“reprodukujući u naučnom smislu položaj čovjeka od samog početka, tj. integralni deo biosfere koji je evoluirao zajedno sa svim ostalim njenim komponentama“.88 Za razliku od naprijed iznijetog istorijskog razvoja ekologije (The New Encyclopedia Britannica) postoji i niz drugačijih pristupa i hronoloških faza razvoja ekologije. Jedan od zapaženijih autora je, već spomenuti, Frančesko Di Kapri.89 Od 1866. do početka XX vijeka naziv ekologija se odnosio na jednu disciplinu zoologije koja je proučavala odnose pojedinačnih životinjskih vrsta i njihove organske i neorganske okoline; u to vrijeme ekologija je bila neka vrsta istorije prirode i njenog opisnog proučavanja.
Početkom XX vijeka proučavanje ekologije se usredsređuje na sredinu u kojoj žive pojedine vrste, kao i njihove odnose u toj sredini. Tada su se proučavanja odnosila na pojedinačne vrste. Danas je ovo samo jedna od grana ekologije koja se naziva autoekologija.90
Dvadesetih godina XX vijeka dolazi do razvoja ekologije zajednica vrsta, odnosno, danas grane ekologije – sinekologije sa njenim osnovnim pojmom: lanac ishrane koji je nalik na piramidu.91 U svakom lancu ishrane broj jedinki slijedeće karike u lancu se smanjuje (u piramidi je to od osnove – baze prema vrhu); na vrhu piramide stoji najviša vrsta, a to u nekim slučajevima može da bude čovjek.
Prema dr Mari Đukanović ovaj naučnik se zove: Sir Alfred Tensley, cit. rad, str. 17. Frančesko Di Kastri, Ekologija- geneza jedne nauke o čoveku i prirodi, glasnik UNESKA, Beograd, april 1981., str 6. 87 The New Encyclopedia Britannica, p. 197. 88 Frančesko Di Kapri, cit. rad, str. 11. 89 Kratki pregled istorijskog razvoja ekologije Di Kastrija (1981) preuzet od dr Mare Đukanović, cit. rad, str.17. 90 Ekologija individualnih organizama, tj. ekologija vrste, gdje je osnovni postupak ispitivanja analitički; naziva se još analitička ekologija ili idioekologija (v. poglavlje 2.1.4.2.). 91 Uporediti sa prvom fazom razvoja ekologije prema The New Encyclopedia Britannica. 85
86
Između 20-tih i 50-tih godina XX vijeka u ekologiji za proučavanje dinamike populacije koriste se i matematički zakoni, matematički modeli i osnove sistemske analize. Matematičko modelovanje biotičke prirode zasniva se na zakonima termodinamike neuništivosti i očuvanju materije i energije (Bertalanffu, 1942, Volterra, 1970, Moiseev, 1982).
U četvrtoj deceniji proteklog vijeka došlo se do zaključka da je ekologiji potrebna osnovna jedinica92 za proučavanje. Polovinom te decenije (1935. god.) engleski naučnik Sir Alfred Tensley predložio je da to bude ekosistem. Pedesetih i šezdesetih godina XX vijeka primjenom koncepcije ekosistema, proučavan je proces fotosinteze i efikasnost transformacije materije kad ona prelazi iz jedne karike lanca u drugu (prirodna reciklaža).93
Sedamdesetih godina XX vijeka u ekologiji se čini korak dalje. Dolazi se do shvatanja da su u proučavanjima najkritičnija područja preklopne zone na mjestima gdje se dodiruju pojedini ekosistemi. Rezultat toga je saznanje da su ekosistemi međusobno zavisni i da je neophodno globalno proučavanje cjeline: biosfere.94
Sedamdesetih godina dolazi se do opšteprihvaćenog mišljenja o dominantnoj ulozi čovjeka u biosferi.95 Čovjek svojim sve raznovrsnijim aktivnostima u prirodnoj sredini, čiji se obim povećava iz godine u godinu, mijenja sve ekološke faktore.
Neki autori smatraju da je razvoj ekologije, od njenog terminološko-pojmovnog promovisanja, sedamdesetih godina XIX vijeka, pa do multidisciplinarnih pretenzija (univerzalne nauke za zaštitu životne sredine), na početku trećeg milenijuma , definisao i razjasnio dejstvo svih onih ljudskih aktivnosti koje na bilo koji način utiču na promjene u prirodnoj i geografskoj sredini. Očigledno je da se ekologija, kod takvog načina razmišljanja, sve više poistovjećuje sa sintagmom "ekologija čovjeka". Ekologija čovjeka se, po L.Dajsu (Američka enciklopedija), definiše ne samo kao nauka koja obuhvata biologiju već i mnoge druge prirodne i društvene nauke kao što su: fiziologija, psihologija, klimatologija i higijena koje pripadaju ekologiji individue, te: antropologija, botanika, demografija, ekonomika i zoologija koje zajedno čine ekologiju ljudskog društva. Kao dodatne discipline i aktivnosti u ekologiji čovjeka uključuju se: parazitologija, zdravstvena zaštita, poljoprivreda, stočarstvo, teritorijalna uprava i druge discipline pa čak i vještine, koje imaju vezu sa čovjekom ili društvom. Pored toga, u spomenutoj enciklopediji razvija se koncepcija prema kojoj se svaka ljudska jedinka i svaka ljudska zajednica posmatra kao ekološka jedinica, koja pri tome mora posjedovati efikasnu zaštitu očuvanja stabilnosti pri stihijskim promjenama. Treba naglasiti da ovakva univerzalna tumačenja pojma ekologija, koja u cjelosti razmatra odnos čovjeka prema prirodnoj sredini, susreću se i u radovima nekih američkih savremenih ekologa. 92
Uporediti sa drugom fazom razvoja ekologije prema The New Encyclopedia Britannica. Usvajanju termina ekosistem pomogle su knjige: Opšta teorija sistema Bertalanffy-a (1950) i Osnovi ekologije Oduma (1953). 94 Uporediti četvrtu fazu po The New Encyclopedia Britannica. 95 Uporediti sa petom fazom po The New Encyclopedia Britannica. 93
Humana ekologija (ekologija čovjeka) je često predmet rasprava i osporavanja. U raspravama se sve češće ukazuje na nedopustivost prenošenja bioloških zakona u objašnjavanju odnosa čovjeka i njegove sredine, posebno u objašnjavanju četiri osnovne oblasti izučavanja: stanovništvo, okruženja, tehnologije i organizacije u njihovoj povezanosti. "A upravo se, kako se često ističe, u humanoj ekologiji upotrebljavaju kategorije i metode preuzete iz prirodnih nauka, iako nisu prethodno teorijski razrešene komplikacije koje iz njihove primene proizlaze" (D.Ž. Marković, 1966). Kritikujući način na koji pojedini ekolozi nastoje da društvene odnose objasne ekološkom teorijom H. Enzensberger96 kaže: „Ekološki elementi postaju klimavi kada čovjek u analizu uvrsti i svoju vrstu. Onda je bjekstvo u globalnu projekciju najjednostavniji izraz. Jer kada je u pitanju čovjek, posredovanje između cjeline i dijela, globalnog sistema i podsistema se ne može objasniti sredstvima biologije. Ovo posredovanje je društvenog karaktera i njegovo objašnjenje zahtijeva razrađenu teoriju društva i bar neke pretpostavke u istorijskom procesu“. Na osnovu svih dosadašnjih naučnih pristupa i tumačenja koji se odnose na kvalitet i zaštitu sredine (prirodne, geografske, životne) može se postaviti pitanje kompetencije i liderstvo nauke ili naučne discipline u ovoj oblasti. Zapravo „koja naučna oblast ili disciplina ima za objekt proučavanja sredinu shvaćenu kao cjelinu prirodnih (abiotskih i biotskih) te tehnogenih komponenata izmijenjenih ili stvorenih ljudskim aktivnostima. Čak i ukoliko ti objekti sačinjavaju pojedine komponente sredine koje čine predmetne oblasti raznih komponentnih nauka, onda njihova cjelokupnost i uzajamni odnosi čine cjelovitost geografske sredine. Cjelovitost ukazuje na neophodnost kompleksnog pristupa proučavanju sredine kao objekta istraživanja. U tom smislu jedina nauka, koja za svoj objekt, između ostalog, ima geografsku sredinu i koja uz primjenu provjerenih naučnih metoda ima kompleksan prilaz je geografija “. Shodno navedenom zaključku nije slučajno da se u geografskoj nauci razvio i specifičan ekološki pristup. On predstavlja istraživanje raznih geosistema kao ekoloških sistema (ekosistema), koji se sastoje od dva podsistema – jezgra i njegovog okruženja, sredine (okoline). Po pravilu, u svojstvu jezgra javljaju se pojedine vrste organizama, populacije,97 biocenoze98 (biocentrična varijanta ekološkog pristupa), a takođe i čovjek, neke zajednice ljudi, stanovništvo (antropocentrična varijanta ekološkog pristupa). Ekološki pristup znači, u prvom redu, istraživanje veza između elemenata sredine i jezgra, s posebnim akcentom na vezama koje se javljaju u procesu adaptacije. Ekološki pristup predstavlja principijelnu osnovu za razmatranje mnogih problema uzajamnog dejstva prirode i društva. 2.1.4.2. Grane ekologije Kao što ne postoji opšta saglasnost o definiciji pojma ekologija, tako slobodno možemo reći da ne postoji jedinstven pristup kada je u pitanju podjela ekologije na odgovarajuće grane, Ekologija, danas samostalna naučna disciplina, u svom istorijskom razvoju je postepeno dobijala nove grane, odnosno formirao se određen sistem ekoloških disciplina.
96
Enzensberger H.(1975): Kritika političke ekologije, Marksizam u svijetu br. 10, Beograd, str.175. Skup članova iste vrste koji se međusobno razmnožavaju i naseljavaju isti ekološki ili topografski ograničen prostor. 98 Životna zajednica: organizovana grupa populacija biljaka, životinja i mikroorganizama koji žive zajedno u istim uslovima životne sredine. 97
Istorijski najstarija, ali i osnovna, podjela ekologije jeste podjela na ekologiju biljaka (fitoekologija) i ekologiju životinja (zooekologija); nešto kasnije izdvojena je kao posebna oblast mikroekologija (mikrobna ekologija – ekologija mikroorganizama). Fitoekologija proučava biljne vrste i biljne zajednice i njihov odnos sa okolinom. Zooekologija proučava životinjske vrste, njihove zajednice i međusobni odnos sa okolinom. Naprijed spomenute tri grane ekologije osim objekata (biljke, životinje, mikroorganizmi) i nekih metoda istraživanja, ne razlikuju se u pogledu osnovne naučne problematike i opštih principa. Možemo zaključiti da čine, zapravo, jedinstvenu ekološku nauku. Novijeg datuma je podjela ekologije prema stepenima organizacije: analitička i sintetička ekologija. ekologiju Analitička ekologija (autoekologija ili idioekologija99) predstavlja individualnih organizama, tj. ekologiju vrste, gdje je osnovni postupak ispitivanja analitički.100 Autoekologija proučava interakcije individualnih organizama. Ona obuhvata vrstu kao nivo organizacije žive prirode, tretirajući je kao najorganizovaniji biološki makrosistem. Sintetička ekologija obuhvata ekološka istraživanja tri osnovna stepena organizacije živog svijeta, odnosno ekološka istraživanja: populacija (ekologija populacija ili demekologija101); demekologija izučava odnose u pojedinim populacijama, njihovu uzajamnost, organizaciju (strukturu), dinamiku brojnosti populacije, rast i drugo. Neki autori102 u istraživanja sintetičke ekologije uvrštavaju i ekologiju čovjekove populacije (!) – demografiju; životnih zajednica ili biocenoza (biocenologija) , tj. ekologije skupova populacija različitih vrsta (fitocenologija – ukoliko se proučavaju samo biljne zajednice vrsta; zoocenologija – ukoliko se proučavaju samo zajednice životinjskih vrsta); ekosistema (ekosistemologija), odnosno ispitivanje jedinstvene cjeline koju sačinjava životna zajednica i odgovarajuće stanište. Takođe moguća je podjela ekologije na osnovu različitih kriterija, primijenjene naučne metodologije i sadržaja koje nove grane proučavaju (sinekologija, humana ekologija, socijalna ekologija, kulturna ekologija, ekologija zagađenih sredina, radijaciona ekologija, urbana ekologija, sistemska ekologija, kosmička ekologija, prediona ekologija, primijenjena ekologija). Evidentna je činjenica da je ekologija kompatibilna103 sa razvojem društva, pa tako dobija i nove grane. Treba reći da se zadaci i kompetencije pojedinih grana ekologije često poklapaju, prepliću ili dopunjavaju sa predmetima proučavanja, pa i ciljevima i zadacima nekih prirodnih, društvenih, tehničkih i primijenjenih nauka. Zbog toga su neke od, uslovno nazvanih grana ekologije, zapravo već definisane u postojećem (prihvaćenom) sistemu nauka, ili su pak poddiscipline neke druge naučne discipline. Iz navedenih razloga pregled grana ekologije104 koji iznosimo je uslovan (i bez komentara autora ovog udžbenika). 99
grč. eidos – vrsta; u upotrebi je i termin ejdekologija. Analiza (grč. analysis) – raščlanjavanje, razlaganje cjeline na njene dijelove. 101 grč. demos – narod, populacija. 102 Đukanović, M. (1996): životna sredina i održivi razvoj, ELIT, Beograd, str. 20. 103 Kompatibilnost (lat.) – svojstvo čega da bude u saglasnosti s nekim drugim, svojstvo uzajamne saglasnosti, uzajamna usaglašenost. 104 Pregled grana ekologije djelimično je preuzet od M. Đukanović, cit. izd., str. 20-24. 100
Sinekologija proučava akcije i uzajamne odnose organizama u zajednici i okolini: razne oblike života, način njihovog formiranja i razvoja, strukturu i dinamiku, produktivnost, njihovo uzajamno dejstvo sa faktorima sredine i drugo (Janković,1963). Sinekologija ima svoje podgrane: ekologiju voda (limnologiju – ekologiju kopnenih voda; okeanologiju – ekologiju mora i okeana; iperologiju – ekologiju kopna). Humana ekologija (ekologija čovjeka) je često predmet rasprava i osporavanja. Istakli smo već da se u ovoj grani ekologije upotrebljavaju kategorije i metodi preuzeti uglavnom iz prirodnih nauka, iako nisu prethodno teorijski razriješene nedoumice koje iz njihove primjene proizilaze. Predmet proučavanja ekologije čovjeka jeste složeni splet međuodnosa čovjeka i njegove životne sredine (Savić, 1984, 1994). Termin "humana ekologija" prvi je upotrijebio Barow (1992). Humana ekologija u svom začetku shvatana je kao jedna disciplina medicine. Socijalna ekologija proučava društvene činioce (pojava, procese, akcije i tvorevine) koji utiču na promjene u životnoj sredini, kao i uticaj te sredine na razvoj društva. Socijalna ekologija je posebna sociološka nauka koja za predmet svog proučavanja ima specifične veze koje postoje između čovjeka i njegove životne sredine, istražujući uticaj životne sredine, i ukupnost prirodnih i društvenih činilaca na čovjeka, kao i uticaj čovjeka na njegovu životnu sredinu (D.Ž. Marković, 1986). Termin socijalna ekologija prvi su primijenili Park i Burgess 1921. godine (Pjanić, 1972). Prilikom proučavanja ljudskih naselja oni su pokušali da sociologiji daju ekološki pristup. Nešto kasnije socijalna ekologija proširuje svoja izučavanja na prostor – sredinu, a za potrebe regionalnog (prostornog) planiranja. U sklopu regionalnog planiranja razmatra odnos čovjeka prema ambijentu (životnoj sredini) sa namjerom da se unaprijedi odnos čovjeka prema sredini (Mc Kaye, 1928, Glikson, 1971). Iako je socijalna ekologija egzistirala u sklopu humane ekologije, kao sasvim zasebna disciplina, ona je mlada nauka (datira od 60-tih godina XX vijeka); objašnjava položaj i odnos čovjeka prema životnoj sredini paralelno sa društvenom sredinom i društvenim pojavama (Cifrić, 1989). Kulturna ekologija proučava odnos kulture105 i sredine i adaptaciju društva u sredini u kojoj živi. Kulturna ekologija "implicira proučavanje prilagođenosti (adaptacije) i odnosa kulture prema prirodnoj sredini. Ona polazi od one koncepcije čovjeka prema kojoj je on produkt biološke evolucije, ali u potpunosti jedinstven produkt – jedinstven zbog načina odnošenja prema svojoj okolini, koji se bitno razlikuje od načina svih drugih vrsta..." (Čolić, 1988). Kulturna ekologija ima velikog značaja za nauku o životnoj sredini. Primjenjujući rezultate istraživanja kulturne ekologije, nauka o životnoj sredini se obogaćuje i tehničkim i biološkim pristupom. Ekologija zagađenih sredina proučava odnose organizama u promijenjenim uslovima i promijenjenoj – zagađenoj sredini. Kako danas skoro da nema medijuma106 (vazduh, voda, tlo) u kome zagađenja nisu velika, to je i zadatak ove grane ekologije sve obimniji. Rezultati istraživanja ove grane ekologije značajni su u oblastima obnavljanja i revitalizacije degradiranih područja.
105
Kultura (lat. colere- gajiti, njegovati, cultura); etička kultura podizanje pojedinca i cijelog društva do toga da mu budu ideali: pravičnost, istinitost, čovječnost i uzajamno poštovanje; kultura gaji duševne, duhovne i moralne vrijednosti; kultura je više – manje samosvojna, nju stvara svaki narod: jezik, formulu religije, pjesme, svirke, igre, plastične vještine i umjetnost u svim vidovima; kultura je kolektivna tvorevina, izražava unutrašnji život jedne etnološke cjeline. 106 Medij(um) (lat. medium) – fizički: sredina, posrednik,ono kroz što se prenosi dejstvo.
Radijaciona ekologija ili ekologija jonizujućih zračenja kao ekološkog faktora bavi se radioaktivnim supstancama, radijacijama i životnom sredinom. Radijaciona ekologija izučava efekte zračenja na nivou jedinki, populacija, životnih zajednica i ekosistema , kao i praćenjem sudbine radioaktivnih supstanci oslobođenih u okolnu životnu sredinu (Savić, 1994). Urbana ekologija proučava odnose i procese u izgrađenoj urbanoj, vještačkoj sredini, odnose koji podrazumijevaju promjene faktora sredine, uključujući uzajamnost biotičkih i abiotičkih faktora koji čine tu sredinu. Kao svaki ekosistem i grad je otvoren sistem za razmjenu energije u okviru sopstvene sredine. Urbani sistem u sebi sadrži razne podsisteme, na primjer: centar grada, industrijski kompleks, predgrađe, parkove, saobraćaj i dr. (Vink, 1983). Bilo je pokušaja da se za termin "urbana ekologija", umjesto dvije riječi da naziv samo sa jednom, kao na primjer: urboekologija (Alekseeva et al., 1990) ili ekourboekologija (Đukanović, 1994). Sistemska ekologija je nova, posebna oblast ekologije. Ona proučava ekološke sisteme uz primjenu metodologije matematičkog modeliranja,107 simulacije i sistemske analize, odnosno primjenu opšte teorije sistema i odgovarajućih metoda u ekologiji (Savić, Terzija, 2002). Termin sistemska ekologija uveo je Odum (1964) : „Sistemska ekologija operiše sa strukturom i funkcijom organizacionih stupnjeva koji se nalaze iznad nivoa organizacije jedinke i vrste“. Sistemska ekologija nalazi svoj veliki oslonac u tehničkim naukama. Kosmička ekologija108 (ekologija kosmičkih letova) je nastala 70-tih godina XX vijeka, istovremeno sa razvojem programa za osvajanje vasione. Ona izučava adaptaciju čovjeka u potpuno vještačkim uslovima stvorenim u vasionskim brodovima. Prediona ekologija (ekologija pejzaža, op.a.) proučava ekološke faktore, biotičke i abiotičke, u jednom predjelu. Termin "prediona ekologija" (landscape ecology), uzeta je iz američke literature, a proizašla je iz obimnog sadržaja humane ekologije kao interdisciplinarne nauke (Young, 1974). Ona se javila kao potreba da objedini polja: pejzažne arhitekture, prostornog planiranja, očuvanja (konzervacije) prirode i primijenjene ekologije uopšte (Naveh, Lieberman, 1984). Izraz "pejzaž","predio" ("landscape"- engl., "landschaft" – njem.) poznat je mnogo ranije. Ovaj termin je početkom XIX vijeka koristio Alexandar Von Humboldt, da bi izrazio "totalni karakter regiona zemlje" (Naveh, Lieberman, 1984). Međutim, Vink (1983) pripisuje uvođenje ovog termina njemačkom geografu Carlu Trollu (1938) koji je koristio izraz "geo-ekologija". Troll je smatrao za potrebnim da se geografija (pejzaž) i biologija sjedine, ali da se, osim prirodnih pejzaža uzimaju u obzir i kulturni pejzaži koje čovjek stvara putem planiranja: prostornog, regionalnog i urbanog. Prediona ekologija uključuje proučavanje efekata topografije i zemljišta u razvoju bioloških zajednica ( Cunningham, Saigo, 1990). Primijenjena ekologija (aplikativna109 ekologija) je sinteza svih ovih (naprijed navedenih, op.a.) grana ekologije (Ramad, 1979). Ona se uključuje u nauku o životnoj sredini u cilju daljeg razvoja i korišćenja životne sredine, kako na manje - lokalnom nivou, tako i u planiranju većih prostornih cjelina, kao što su čitavi regioni, u kojima je bezbroj ekosistema.
107
Model predstavlja formulaciju (obrazac, izraz) stvarnih prirodnih fenomena, na osnovu koga se obavlja predviđanje (prognoza). 108 Analogno proučavanju boravka ljudi u vasioni, u dužem vremenskom periodu i u vještačkim uslovima, može se takođe proučavati i boravak ljudi u okeanskim i morskim dubinama (op.a.). 109 Aplikacija (lat. applicare – približiti, dodati, pridružiti) – primjena, upotreba.
Primijenjena ekologija nije neka posebna grana ekologije niti su njena polja istraživanja nešto što nije obuhvaćeno nekom drugom disciplinom ekologije, već su to istraživanja koja se mogu primijeniti. To praktično znači da ona sintetizuje znanja i rezultate istraživanja ostalih grana ekologije u cilju planiranja. 2.1.4.3. Ekološki faktori Ekološki faktori – ekološki činioci su elementi spoljne sredine koji određuju uslove postojanja organizama. U svakoj životnoj sredini, u svakom ekosistemu postoji veliki broj ekoloških faktora. Iako više ekoloških faktora djeluje, uglavnom, istovremeno, izdvajanje i analiza pojedinih faktora vrši se radi utvrđivanja njihovog značaja i rezultata dejstva. Ekološki faktori mogu se podijeliti na razne načine i prema različitim kriterijumima. Do sada smo ekološke faktore svrstavali u dvije osnovne kategorije: biotičke i abiotičke, ali je danas već u klasifikaciji ekoloških faktora prisutna i kategorija antropogenih faktora. „Životni faktori su mnogobrojni, raznovrsni i promjenljivi kako po inenzitetu i veličini, tako i u funkciji vremena i prostora. U prirodi ovi faktori ne djeluju izolovano jedan od drugog već istovremeno, u vidu složene cjeline. Skup ekoloških faktora bez kojih organizam ne može da opstane predstavlja uslov opstanka ili uslov života svakog organizma“ (Savić, Terija, 2002). Dejstvo pojedinih faktora je neposredno, dok se dejstvo drugih faktora odražava posredno. Takođe, posredno dejstvo nekog faktora može da bude modifikovano, u većoj ili manjoj mjeri, pod uticajem nekog drugog faktora. Biotički faktori su organski faktori, faktori žive prirode (organizmi), koji se nalaze u sastavu nekog ekosistema. Obuhvataju kompleks međusobnih dejstava svih živih organizama, a po svojoj prirodi su veoma raznovrsni. Živa bića predstavljaju izvor hrane, mjesto za život, omogućavaju razmnožavanje ili imaju hemijske, fizičke i druge uticaje.110 Već smo istakli da su biotički faktori živi organizmi, a u zavisnosti od njihovog odnosa prema materiji i energiji koje koriste (i načina na koji koriste), zatim odnosa prema drugim organizmima u lancu ishrane, biotički faktori se svrstavaju u tri grupe: producenti : proizvođačko-prerađivački biotički faktori; u većini terestričkih (zemaljskih, kopnenih) ekosistema to su zelene biljke111; u vodenim ekosistemima najveći producenti su fitoplanktoni; konzumenti – potrošači, to su svi ostali organizmi; to su već stvorene organske materije, životinje i paraziti (biljojedi, mesojedi i svaštojedi), koji materiju koju su proizveli producenti, unose u sebe, direktno ili indirektno, razlažu je, ali ne ispod stupnja organskog i ponovo sintetizuju u obliku organske materije svog sopstvenog tijela (Stanković, 1953, 1977); reducenti : razlagači - mikroorganizmi (bakterije) ; razlažu organske materije u neorganske, stvarajući amonijak, azot i fosfor (od ostataka biljaka i životinja). Prema produkciji organske materije biotički faktori se mogu svrstati u: autotrofne i heterotrofne organizme.112 Autotrofni organizmi su oni organizmi koji su sposobni da sami razgrađuju materiju, kao što to čine bakterije.
110
Opširnije vidjeti: Savić I., Terzija V., cit. izd., str 11-15. Zelene biljke obavljaju sintezu organske materije iz neorganskog materijala, a uz pomoć Sunčeve energije. 112 Opširnije vidjeti: Mara Đukanović, cit. izd., str. 24-26. 111
Heterotrofni organizmi se hrane organskom materijom. Oni ne mogu sami da stvaraju organsku materiju, već je gotovu uzimaju od drugih organizama (biljnog ili životinjskog porijekla). Abiotički faktori životne sredine su neorganskog porijekla. Čini ih skup faktora neorganske sredine koji djeluju na žive organizme. Abiotički faktori se uslovno svrstavaju u nekoliko osnovnih grupa, a mi ćemo prezentirati dvije podjele, danas najčešće u upotrebi u naučnoj i stručnoj literaturi. I. a) hemijski faktori – ili hemizam sredine (obuhvata hemijski sastav atmosfere, morskih i slatkih voda, zemljišta i dublje slojeve litosfere); b) orografski faktori (osobine reljefa); c) klimatski faktori (meteo i klimatski elementi : temperatura, insolacija, vlažnost i dr.).113 II. a) klimatski faktori; b) edafski faktori (faktori zemljišta – podloge); obuhvataju fizičke, hemijske i biološke osobine zemljišta, uključujući i stijene na kojima se zemljište razvija; c) orografski faktori.114 Antropogeni faktori obuhvataju cjelokupno djelovanje čovjeka na živu prirodu. Na prirodu u znatnoj mjeri utiču raznovrsne proizvodne aktivnosti čovjeka. Problem zagađenosti, problem industrijskog rasta, problem nestajanja mnogih resursa, problem proizvodnje hrane, sve je to pojava specifičnih zakonitosti vezanih za čovjeka, a priroda je "obogaćena" nizom novih pojava. 2.1.4.4. Ekosistem – osnovne karakteristike i definicije Ekosistem (grčki: sistem, sklop) najčešće se definiše kao ukupnost međusobno povezanih komponenti, koje sačinjavaju određenu svrsishodnu cjelinu, ili kao grupa elemenata, predmeta, svojstava, odnosa, razvojnih tokova koji djeluju kao cjelina. Takva se cjelina posmatra u prirodnim naukama nezavisno od ranga veličine i strukture, kao apstraktni model, kao isječak prirode koji je predmet naučnog proučavanja ili kao koncepcijska115 jedinica naučne analize. Ekosistem je istovremeno dio i cjelina, nezavisno od njegovog položaja u hijerarhiji. Definicija sistema i podsistema zavisi od načina posmatranja ili od predmeta i cilja istraživanja. Sistemi se danas sve češće opisuju matematičkim modelima, njihovi se dijelovi prikazuju simbolima, a njihovi odnosi jednačinama.116 Ekosistem kao termin prvi je upotrijebio Tensley (Artur Džordž Tensli) 1935. godine, metodološki i konceptualno (pojmovno) postavio Linderman (1942), a konačnom usvajanju termina doprinio je Odum (1971). Ekosistem se u suštini posmatra kao jedinstvo biotopa (životni prostor biocenoze sa odgovarajućim kompleksom abiotičkih faktora sredine) i biocenoze (životne zajednice). Naziv biotop117 mogao bi se bukvalno prevesti kao mjesto gdje 113
Prema I. Savić, V. Terzija, cit. izd., str.14. Janković,M., Fitoekologija, Naučna knjiga, Beograd, 1963. 115 Koncepcija (lat. conceptio) – misao, zamisao; način shvatanja ili gledanja na nešto. 116 Matas M. (2001): Geografski pristup okolišu, Visoka učiteljska škola, Petrinja, str. 12 117 grč. bios – život + topos – mjesto; mjesto za život . 114
je moguć život, odnosno to je životno stanište. Biotop (stanište) dio je prostora koji se odlikuje specifičnim kompleksom ekoloških faktora. Može se definisati i kao abiotička komponenta ekosistema, ili kao mjesto koje zauzima određena biocenoza (Savić, Stevanović, 1992). Živi organizmi se ni na koji način ne mogu odvojiti od svoje okolne životne sredine. "Životnu sredinu organizama sačinjavaju ne samo elementi neorganske prirode, već i odgovarajući ekološki sistemi ili makrosistemi, populacije (skup članova iste vrste koji se međusobno razmnožavaju i naseljavaju isti ekološki ili topografski ograničen prostor) i biocenoze kojima i oni pripadaju. Između životne zajednice kao biotičke komponente i njenog staništa kao dijela nežive prirode ostvaruju se stalne razmjene materije i energije, te se oni nalaze u odnosima tijesne zavisnosti. Ovaj složeni sistem – ekosistem – čini jedinstvenu prirodnu cjelinu i predstavlja osnovni objekat istraživanja savremene ekologije"118. S obzirom da ekosistem predstavlja složeni sistem, sa nizom pojava i procesa, za njegovo istraživanje neophodno je korišćenje znanja i metoda mnogih drugih prirodnih nauka, posebno geografije i biologije; ekologija ne može samostalno odgovoriti na niz pitanja kada je u pitanju jedan tako složen sistem. Iz razloga koji se prvenstveno odnose na jedan kompleksan multidisciplinarni pristup, nije ni malo neobično da za pojam ekosistem ne postoji jedinstvena, usaglašena definicija u ekološkoj literaturi (i ne samo ekološkoj). Definicije ekosistema Uvažavajući ekosistem kao jedinstvo biotopa i biocenoze, mogli bismo, pojednostavljeno, reći da je ekosistem prirodna cjelina koju sačinjava jedna životna zajednica (biocenoza) i okolni prostor (životno stanište) koji ona naseljava i u kojoj su sva unutrašnja zbivanja povezana u jedinstven proces. Složenija varijanta ove definicije mogla bi se iskazati slijedećim riječima: "Ekosistem je ekološki sistem na takvom nivou organizovanja koji predstavlja kompleksno strukturno – funkcionalno jedinstvo nežive i žive prirode, odnosno biotopa i biocenoze" (Savić, Terzija, 2002). Pored naprijed navedene, postoji čitav niz, više – manje, (ne)usaglašenih ili sličnih definicija119, od kojih ćemo neke navesti u nastavku teksta. Ekosistem je u osnovi sistem prenosa energije, materije i informacija, u kome razne međuakcije obezbjeđuju povratne mehanizme za kontrolu broja i razvoja organizama koji ulaze u njegov sastav (Patten, 1959). Ekosistem je cjelina koju čini životna zajednica i njom naseljeni prostor. To je beskrajno složen, u isti mah izrazito dinamičan sistem uzajamno povezanih dijelova u kome sve uzajamno djeluje jedno na drugo, posredno ili neposredno. Ekosistem predstavlja vrhovnu sintezu u ekologiji (Stanković, 1962, 1977). Ekosistem je složena konceptualna (pojmovna, op.a.) jedinica sastavljena od organizama i sredine, u zavisnim uzročno-posljedičnim vezama (Boghey, 1973). Ekosistem je strukturno i funkcionalno jedinstvo žive (biocenoza) i nežive (biotop) komponente u prostoru i vremenu. Kao primjer se mogu navesti: jezero, bara, livada, šuma, itd. (Savić, Stevanović, 1992). 118 119
I. Savić, V. Terzija, cit. rad, str. 44. Za potrebe ove knjige izdvojene su samo neke od brojnih definicija koje su prisutne u naučnoj, stručnoj i nastavnoj ekološkoj literaturi.
Ekosistem je prirodni kompleks biljnih i životinjskih populacija i jedinstvenog skupa fizičkih uslova u kojima oni egzistiraju; to su organizmi određene lokacije, zajedno sa funkcionalno – zavisnim aspektima životne sredine. Ekosistem je jedinstven entitet (Gilpin, 1976). Ekosistem je posebni skup živih organizama i životne sredine u kojoj oni egzistiraju unutar prostorne jedinice bilo koje veličine (Vink, 1983). "Živi organizmi i njihovo abiotičko okruženje nerazdvojno su povezani jedno s drugim i nalaze se u stalnoj međuzavisnosti. Određena jedinica-biosistem uključuje jedinstvo organizama sa fizičkom sredinom, koji zajedno funkcionišu na osnovu protoka energije, što omogućava biotičke strukture i cirkulisanje materije među živim i neživim dijelovima.To predstavlja sam ekološki sistem - ekosistem" (Odum, 1986). Ekosistem predstavlja sve dijelove fizičkog i biološkog svijeta koji su u međusobnoj interakciji (Ricklefs, 1990). Ekosistem je specifična biološka zajednica, zajedno sa svojom fizičkom sredinom. One su (i zajednica i fizička životna sredina) u međusobnoj interakciji u ogledu120 izmjene materije i energije (Cunningham – Saigo, 1990). Ekosistem označava dinamički kompleks zajednice biljaka, životinja i mikroorganizama i njihove nežive okoline, koji međusobno djeluju kao jedna ekološka cjelina (Konvencija o biodiverzitetu, 1992). Ekosistemi su dinamični kompleksi zajednice biljaka, životinja i mikroorganizama i njihove nežive sredine, koji su u međuzavisnosti u funkcionalnom, široko samoregulativnom jedinstvu, istovremeno u sklopu velikih prirodnih ciklusa (Harms, 1994). U ekološoj literaturi često se može naći da sinonim za ekosistem je biogeocenoza121 (Sukačev, 1958)122. Ekolozi (Janković, 1963) su saglasni da biogeocenoza – ekosistem je vrhovna sinteza u ekologiji, i ona predstavlja izvanredno složen i dinamičan sistem. Za razliku od ekologa geografi imaju drugačiji pristup kada su u pitanju pojmovi i termini ekosistem i biogeocenoza, odnosno njihove definicije.123 Ekosistem je ukupnost živih organizama i sredine koja ih okružuje u njihovom međusobnom dejstvu. Za razliku od biogeocenoze, ekosistem je pojam bez ranga, koji se primijenjuje za ukupnost različitog tipa i veličine. Biogeocenoza je uzajamno uslovljen kompleks živih i neživih komponenata, uzajamno povezanih razmjenom materija i energije; jedan od najsloženijih prirodnih sistema. U žive komponente biogeocenoze spadaju autotrofni organizmi (zelene biljke koje vrše fotosintezu i mikroorganizmi koji vrše hemosintezu) i heterotrofni organizmi (životinje, gljive, mnoge bakterije, virusi). U nežive komponente biogeocenoze spada prizemni sloj atmosfere s njenim gasnim i toplotnim resursima, Sunčeva energija, tlo sa njegovim vodno – mineralnim resursima. Bez obzira na parametre po kojima je izvršena podjela ili klasifikacija ekosistema, za svaki od njih može se reći da označava skup elemenata međusobno povezanih u funkcionalnu cjelinu. Ekološki sistem čine dvije grupe strukturnih komponenti (prema: Matas, 1974): a) Abiotički ili neživi faktori (temperatura, svjetlost, vlaga, koncentracija soli i gasova i sl.), koji obuhvataju splet fizičko - hemijskih faktora, i Ogled je čin stavljanja predmeta/medija (fizičke sredine) ili u vezi s licem ili predmetom/medijem na ispit osobina, svojstava, vrijednosti, da se ustanovi primjenljivost, korisnost, štetnost i sl. 121 grč. bios – život, ge – Zemlja, koinos – zajednički. 122 V.N. Sukačev, ruski naučnik, postavio osnove biogeocenologije, nauke o uzajamno povezanim i uzajamno dejstvujućim kompleksima žive i nežive prirode – biogeocenozama i njihovoj planetarnoj ukupnosti – biosferi. 123 N. Mastilo, 2001): Rečnik savremene srpske geografske terminologije, Beograd, str. 43, 117. 120
b) biotičke komponente, odnosno živi organizmi koji se mogu podijeliti na gene (sastavni dio hromozoma, osnovni nosilac pojedinih nasljednih osobina), ćelije, organe, organizme, populacije i cenoze (zajednice). Tabela 2. Shematski prikaz podjele ekoloških faktora Abiotski faktori
Klimatski Edafski Geografski
Biotski faktori
Virogeni Fitogeni Zoogeni Antropogeni
Temperatura, padavine i vlažnost, svjetlost, vjetar Hemijski sastav zemljišta, klimatska struktura tla, vodni režim podloge, druga djelovanja vezana za osobine tla koja utiču na biotske sisteme Nadmorska visina, nagib terena, ekspozicija terena, druga djelovanja na biotske sisteme ovisne o reljefu i podlozi Djelovanje na biotske sisteme koji dolaze od virusa Djelovanje na biotske sisteme koji dolaze od biljnih organizama Djelovanje na biotske sisteme koji dolaze od životinjskih organizama Djelovanje na biotske sisteme koji dolaze od čovjeka (Izvor: M. Matas, 1974.)
Iz Tabele 2. vidljivo je da je živi svijet naše planete, kao cjelina, izgrađen od podređenih životnih sistema, koji se postepeno spajaju/integrišu u veće ili više nivoe. Biotičke komponente u interakciji sa abiotičkim komponentama čine posebne sisteme ili podsisteme. Životna zajednica – biocenoza kao sistem populacija Termin populacija u demografiji predstavlja sinonim za stanovništvo, a u biologiji i biogeografiji grupu organizama iste vrste koja u datom trenutku naseljava određenu oblast, odnosno pripada određenom ekosistemu. Populacija je dinamički pojam – njena veličina i njen unutrašnji sastav mijenjaju se u vremenu. Znamo da u svakoj životnoj zajednici je veliki broj raznih vrsta organizama. U jednom staništu, u određenom vremenskom periodu, svaka organska vrsta predstavljena je određenim brojem jedinki. Drugim riječima, u ekologiji, konkretno stanište jedne vrste organizama predstavlja populaciju. Populacija je prostorno – vremenski integrisana grupa živih jedinki iste vrste koja raspolaže zajedničkim skupom nasljednih faktora. Ona naseljava određeni prostor, pripada određenom ekosistemu, u okviru koga su jedinke povezane među sobom, u prvom redu odnosima razmnožavanja. U cjelini uzeto, konkretno naselje jedne vrste predstavlja populaciju te vrste, skupni pojam analogan pojmu ljudske populacije jednog mjesta ili čitave jedne zemlje (Stanković, 1962, 1968, 1977). Populacija je grupa jedinki iste vrste koja naseljava dati prostor u istom vremenskom intervalu (Cunningham-Saigo, 1977). Pod pojmom populacije podrazumijevaju se skupovi jedinki iste vrste koji se međusobno razmnožavaju i naseljavaju neki ekološki ili topografski ograničen prostor.
Slika 1. Razvoj sistema od atoma do biosfere – odozdo prema gore (BOTTOM-UP pristup): atomi, molekule, organeli, ćelija, tkivo, organi, organski sistemi, organizam, populacija, biocenoza, ekosistem, biosfera (Izvor: Lj. Vrček, Čovjek i okoliš, Profil, Zagreb, 1997.)
Tri su glavna svojstva svake populacije (Savić, 1994): populacija predstavlja zajednicu pripadnika jedne vrste, odnosno to su homotipski kolektivi članova; populacija ima prostornu ograničenost (npr. topografski: ostrvo, jezero, močvara); u okviru populacije, svi članovi pripadaju istoj reproduktivnoj zajednici (jedinke su povezane odnosima razmnožavanja), i kroz niz generacija imaju genetički kontinuitet) Svaka populacija ima čitav niz, za sve jednakih osobina koje je karakterišu. To su: a) gustina populacije, b) prostorni raspored, c) natalitet, d) mortalitet, e) uzrasna struktura populacije, f) polna struktura populacije, g) rastenje i promjena brojnosti populacije.124 Pojam biocenoze. Termin biocenoza (životna zajednica) je uveo u literaturu njemački biolog K. Mebius 1877. godine. Biocenoza predstavlja ukupnost biljaka, životinja i mikroorganizama koji zajedno žive, naseljavajući jednorodan dio biosfere. Odlikuje se određenim odnosima, kako međusobnim tako i sa abiotskim faktorima sredine. Drugim riječima, u proučavanjima se ni jedna vrsta ne može izolovano posmatrati van životne zajednice kojoj pripada i staništa na kome se nalazi Biocenozu, kao organizovanu grupu populacija, sačinjavaju fitocenoza (biljna zajednica), zoocenoza (životinjska zajednica) i mikrobiocenoza (skup populacija mikroorganizama u okviru životne zajednice). U ekološkoj literaturi, radi preciznije formulacije nekih kategorija, koriste se i slijedeći termini i sintagme: Flora – skup biljnih vrsta određene oblasti, klasifikovane po filogenetskom125 principu; to je skup svih biljnih vrsta u jednom području (Savić, Stevanović, 1992). Fauna – skup životinjskih vrsta određene oblasti, klasifikovane po filogenetskom principu; to je cjelokupni životinjski svijet jednog područja (Savić, Stevanović, 1992). Vegetacija – biljni pokrivač koji sačinjavaju biljne zajednice oblasti. Pedoflora – flora zemljišta; obuhvata različite mikroorganizme (bakterije, alge, hife126, gljive). Pedofauna – fauna zemljišta; obuhvata različite kategorije beskičmenjaka (mnoge vrste insekata i glista), izvjesne predstavnike kičmenjaka, koji vode podzemni način života (prema: Janković, 1963, Savić, Stevanović, 1991). Biodiverzitet – rasprostranjenost, raznovrsnost i bogatstvo biotičkih faktora u okviru ekosistema, njegovih dijelova ili globalne životne sredine – ekosfere. Ekološki ekvilibrijum – ravnoteža u ekosistemima. Biološki ciklus (krug) – sveukupnost stadijuma kroz koji prolazi živi organizam počev od začetka (embriona) do nestanka (smrti). Životni splet (web of life, web of complex relation) – međusobni odnosi između pojedinih biocenoza, pojedinih populacija ili organizama (prema Darvinu, 1948, preuzeto od Stanković, 1953). Struktura ekosistema - prostorna i vremenska organizacija članova biocenoze (cenobionata).
Opširnije vidjeti: Dr Mara Đukanović, cit. izd., str 39-40. Filogeneza (grč. phylon – pleme, rod,vrsta + genesis – postanak); biološki: razvitak vrste. 126 Dugačka, bezbojna ćelija u gljiva. 124 125
2.1.5. Geoekologija i životna sredina127 U geografskoj teoriji i praksi sve je prisutniji jedan novi termin – geoekologija128. U naučnoj, stručnoj i nastavnoj literaturi geoekologija se shvata, uglavnom, kao ekologija pejzaža i predstavlja interdisciplinarnu nauku koja proučava interakciju između humane populacije i geografskog prostora koji ljudi nastanjuju. Geoekologija se razvila (nakon Drugog svjetskog rata) kao rezultat holističkog129 pristupa usvojenog od geografa, ekologa i naučnika koji se bave planiranjem, dizajniranjem130 i održivim razvojem u okviru prirodne sredine, a sve u nastojanju da premoste jaz između prirodnog, agrarnog, humanog i urbanog sistema (Naveh i Liberman, 1984). Na geografskom prostoru bivše SFRJ, kao i u okviru nauke o životnoj sredini u Bosni i Hercegovini, geoekologija je nova i relativno nepoznata naučna disciplina. Osnovne postavke i filozofski koncept holizma. Brojni autori (Zonneveld, 1994; Langevelde, 1994.) korijene geoekologije povezuju za holistički aksiom131 „Cjelina je više nego zbir njenih dijelova“. Bitan aspekt holizma kao naučne istine, kako to vidi Zonnevald (1990.), je da holizam daje temelje za proučavanje određenih cjelina ili sistema bez poznavanja svih detalja o njihovim unutrašnjim vezama i funkcijama. Holizam uklanja potrebu za definisanjem svih elemenata sistema i njihovih veza prije definisanja cjeline. Značaj holizma je u tome što su mnogi objekti naučnog istraživanja (na primjer: život ili pejzaž) u toj mjeri kompleksni da bi bilo izuzetno teško, dugotrajno, vrlo skupo (ako je uopšte i moguće) doći do potpunog definisanja/razumijevanja određenog objekta, proučavajući ga od temeljnih elemenata. To u suštini znači da pejzaž moramo proučavati kao cjelinu, a da pri tome ne treba poznavati način funkcionisanja pojedinih segmenata te cjeline. Očigledno je da važan element teorije geoekologije je osnovna hipoteza (naučna pretpostavka) da određeni pejzaž (odnosno dijelovi pejzaža različite veličine) predstavljaju holističku jedinicu/jedinstvo. Holizam, kao temeljni filozofski koncept geoekologije, prihvatio je i Troll (1971), naglašavajući holistički karakter pejzaža. Istovremeno on je predstavio dva osnovna pristupa pejzažu: pristup orijentisan na regionalnu diferencijaciju Zemljine površine, uz istraživanje uzajamne harmonije (sklada) prirodnih fenomena (pojava); u određenom smislu, to bi bio horizontalni pristup, koji je po svojoj prirodi geografski; pristup orijentisan na funkcionalne veze u vertikalnom profilu određene geografske tačke; u okviru ovog pristupa istražuje se uzajamni sklad (harmonija) pojava na nivou staništa (ekotopa) kao ekološkog sistema; prema svojoj prirodi, ovaj pristup je isključivo bioekološki. Razvoj i definicija pojmova. Prema Zonneveldu (1990) predmet istraživanja geoekologije je pejzaž i to njegov oblik, djelovanje i geneza. Početkom XIX vijeka Aleksandar fon Humbolt (Alexander von Humboltd, 1769 – 1859), pionir moderne geobotanike i fizičke geografije, predstavlja pejzaž kao naučno – geografski izraz, definišući ga kao „ukupne karakteristike jedne regije Zemlje“ . 127
Djelomično preuzeto: Bognar A., Lozić S., Saletto M (2008), Geoekologija (skripta), Zavod za geografiju i prostorno uređenje (Geografski odsjek), PMF, Zagreb 128 Grč. ge – Zemlja, oikos – kuća, dom, logos – riječ, nauka. 129 Holizam (grč. hόlos – sav, potpun, čitav) – biol. teorija prema kojoj je organizam kao cjelina mnogo više od skupa djelovanja svih njegovih dijelova i kao cjelina usmjerava sve fizičko – hemijske životne pojave; osnivač holizma je J.C. Smuts. 130 Dizajn (engl. design – nacrt) – grana primijenjene umjetnosti koja se bavi oblikovanjem proizvoda. 131 Aksiom – filoz., mat. osnovno načelo; očigledna istina koju nije potrebno dokazivati.
Inspirisan radovima Humbolta, Dokučajeva i Vernandskog, veliki ruski geograf A.A. Grigorijev tridesetih godina XX vijeka kompleksni omotač (sferu) je nazvao geografski omotač. Geografski omotač je prirodno obrazovan, cjelovit materijalno - energetski sistem sferičnih formi, nastao i razvijo se pri uzajamnom dejstvu geosfera (litosfere, hidrosfere, atmosfere i biosfere). Geografski omotač se odlikuje višestrukom slojevitom strukturom i predstavlja jedinstven sistem Zemljinih sfera koje se međusobno dodiruju i prožimaju. Za geografski omotač ponekad se upotrebljava pojam globalni geosistem, a vrlo često i pojmovi koji ne odražavaju njegovu cjelovitost, već se odnose na sasvim uzak dio geografskog omotača u kojem se odvijaju ljudske aktivnosti i život na Zemlji. Za taj dio geografskog omotača upotrebljavaju se pojmovi: landšaftni omotač, landšaftna sfera, biogeosfera, antroposfera. Landšaft (njem. Landsschaft – kraj, pokrajina, pejzaž) u širem smislu je sinonim prirodno – teritorijalnog kompleksa koji se može izdvajati u regionalnom i tipološkom pogledu kao ukupnost prirodnih dijelova sličnih po svojim morfološkim funkcionalnim karakteristikama (landšaft tajge, landšaft močvare, zonalni tipovi landšafta). Landšaft je, takođe, konkretna teritorija, jednorodna po postanku i istoriji razvoja, sa jedinstvenom geološkom osnovom, jednotipnim reljefom, klimom, jednoobraznom kombinacijom tla i sl. U geoekološkoj (svjetskoj) literaturi prisutno je mnogo definicija pojma „pejzaž“, a navešćemo samo neke od njih. Zonneveld i Forman (1990) : Pejzaž, kako ga vidimo danas, je prostorna i materijalna dimenzija Zemjine stvarnosti i označava kompleksni sistem koji obuhvata oblik reljefa i vodu, vegetaciju i tlo, te stijene i atmosferu. Urbanek (1992): Pejzaž je izvanredno kompleksan fenomen, on je prostorno i vremenski oblik regija. Ima svoj specifični prostorni raspored i vremenski ritam. Sadržan je u globalnoj i lokalnoj vremensko – prostornoj dimenziji. U novijoj literaturi javlja se i niz definicija geoekologije (u Hrvatskoj: ekologija krajolika), a jednu od zapaženijih dao je Miklos (1994): Geoekologija je primijenjena nauka o pejzažu (kao okruženju života i rada čovjeka i drugih organizama) čiji je cilj definisanje ekološki optimalne prostorne organizacije korištenja i zaštite pejzaža. Geoekologija,132 kao poseban smjer u geografiji, proučava prirodno – geografski sadržaj Zemljine površine u njenom totalitetu, odnosno međusobnom prožimanju (korelaciji i integraciji) litosfere, pedosfere, hidrosfere, atmosfere i biosfere. U suštini geoekologija proučava cjelokupno djelovanje životnih zajednica (biocenoza) i uslova životne sredine, što se na topografskoj površini odražava u formi mozaika, odnosno geodiverziteta. M. Matas (1974) kaže da geoekologiju neki autori definišu kao primijenjenu nauku o pejzažu u kojem se vide djelovanja čovjeka i drugih organizama, a koja ima za cilj definisanje ekološki optimalne prostorne organizacije korištenja i zaštite pejzaža. Može se reći da geoekologija predstavlja granu/dio jedinstvene geografije ili, možda jasnije definisano, smjer geografije pejzaža/landšafta. U skladu sa idejom landšaftskunde (iz kojeg se promovisala), geoekologija proučava različita gledišta pejzaža (genezu, hronologiju, morfometriju, morfologiju, sistematizaciju, regionalizaciju i dr.).
132
M. Vresk (1997): Uvod u geografiju, Školska knjiga, Zagreb, str. 240.
S obzirom na činjenicu da se teorija geoekologije i landšafta pojavila u Njemačkoj i da na njemačkom jeziku postoji najveći broj pisanih radova o toj problematici, prenosimo i malo više podataka o landšaftu. Naziv landšaft pojavio se početkom XX vijeka u Njemačkoj kao rezultat novog koncepta njemačkih geografa nazvanog Landschaftkunde prema kojem je iz geografije trebalo eliminisati dualizam (log. odnos između dva međusobno suprostavljena principa) i razvijati jedinstvenu geografiju sa ujedinjenim prirodnim i društvenim elementima. Landšaft je prema nekim njemačkim autorima trebao postati objekt proučavanja „vječne geografije“. U njemačkoj stručnoj literaturi navedeno je i nekoliko tumačenja pojma landschaft i to : 1. Landschaft kao individua: a) mala zemlja i b) prostor koji se ističe specifičnošću izgleda. 2. Landschaft kao prostorni tip izdvojen na osnovi: a) preovlađujućeg obilježja (vulkanski pejzaži, karstni pejzaži i sl.); b) tip izdvojen na osnovi udruživanja brojnih obilježja. (Prema M. Matas, 1974)
U „Rečniku savremene srpske geografske ternminologije“ (N. Mastilo, 2001) je sljedeća, u novijoj literaturi jedna od najkompleksnijih, definicija: Geoekologija je kontaktna nauka između geografije i ekologije, koja proučava uticaj prirodnih elemenata (faktora) i društvenih elemenata (faktora) geografske sredine na život organizama, posebno čovjeka (humana geoekologija). Geoekologija proučava prostornu izmjenljivost sredine koja ima izuzetan ekološki značaj ; promjene geografske sredine izazvane ljudskom djelatnošću; prognozira te promjene u budućnosti; izučava probleme zagađivanja sredine i njenih komponenata, zaštitu od zagađivanja, sanaciju degradiranih područja . Geoekologija izučava i prirodne nesreće i mogućnosti njihovog ublažavanja i uklanjanja Iz prethodne definicije može se s pravom zaključiti da termin geoekologija i sintagma geografske osnove životne sredine označavaju istu pojmovnu vrijednost. 2.1.5.1. Landšaft(pejzaž) Landšaft je površinski dio Zemljine površine (topografska površina133) u kojem su geokomponente u čvrstoj vezi i međusobnoj zavisnosti, i čine cjelinu posebne strukture i razvoja, koja se razlikuje od ostalih na Zemlji. Landšaftom se definiše objekat geografskog istaživanja. Ovaj termin se, nažalost, rijetko upotrebljava u geografskoj i ekološkoj literaturi iako u njemačkom jeziku sufiks134 saft definiše uzajamnost, uzajamnu vezu ili uzajamnu povezanost. Na taj način landšaft je uveden u geografskoj literaturi u rangu naučnog značenja i označava, prije svega, uzajamnu zavisnost pojava u geografskom prostranstvu, mada ovaj termin još uvijek ne govori o ostvarivanju tih (uzajamnih) veza.135 Razlikujemo prirodne i kulturne landšafte. Kulturni landšaft je dio geografskog omotača nastao radom čovjeka. To može biti dio prirodne sredine bitno izmijenjen ljudskom aktivnošću, ali, prije svega, ovaj pojam se odnosi na novostvorene (antropogene vrijednosti). U okviru kulturnih landšafta najveći značaj za životnu sredinu imaju urbani, industrijski, agrarni i turistički landšafti.
133
Topografska površina – ukupnost ravnih i neravnih oblika reljefa od kojih je sastavljena površina Zemljine kore, na bilo kom njenom dijelu. 134 lat. suffixum – nastavak, dodatak; dio riječi između korijena ili osnove i završetka. 135 Neef, E.,Die theoretischen grundlagen der lanschaftslehre, Laipcig, 1967.
Slika 2. Geoekologija, ekosistemi i planiranje u prostoru (Preuzeto iz: H. Leser, Landschaftsökologie, Verlag Eugen Ulmer Stutgart,1991) Prirodni landšaft je površinski dio Zemljine površine , kojeg čini jedinstvo, jednoličnost i homogenost prirodnih elemenata. Iako međusobno mogu biti veoma slični, ne postoje kvalitativno dva ista prirodna landšafta na Zemlji. Naprotiv, svi dijelovi (manje ili veće prostorne cjeline) na Zemlji međusobno se razlikuju u klimi, vegetaciji, biljnom i životinjskom svijetu, površinskoj i podzemnoj hidrologiji, pedološkom pokrivaču i dr. U okviru prirodnih landšafta izdvajaju se: ekvatorijalni landšafti, landšafti umjerenih širina i landšafti polarnih oblasti. Ekvatorijalni landšafti protežu se sa obje strane ekvatora, od 5o do 8o φN i od 4o do 14o φS. Njegove osnovne odlike su visoke temperature čiji godišnji prosjeci ne padaju ispod 20oC a karakteristični su i po zenitnim kišama. S obzirom na količinu padavina, preko 1000 mm vodenog taloga i visoke temperature, u ovom se landšaftu izdvajaju geosistemi tropskih šuma i savana. U ovom landšaftu najznačajnije su tropske kišne šume, u kojima postoji više spratova vegetacije (zavisno od potrebe biljaka za Sunčevom svjetlošću). Krčenjem tropskih šuma oživljava se denudacija136, spira se zemljište ionako siromašno humusom, tako da erozija poprima katastrofalne razmjere. Zona visokih trava je zastupljena samo sjeverno i južno od ekvatorske zone i najveće rasprostranjenje ima u Africi. U sjevernoj Africi se ta zona savana naziva sudan, a u Južnoj Americi na sjeveru su ljanosi, a na jugu kamposi. Prelazni pojas između savane i pustinje se u sjevernoj Africi naziva sahel, a u Australiji skrab. To je zapravo pojas u kome povremeno dolazi 136
Lat. denudatio - ogolićavanje; 1. procesi odnošenja produkata erozije samo putem površinskog spiranja ( u istom značenju upotrebljava se naš termin spiranje); 2. ukupnost procesa razaranja stijena i prenošenja proizvoda razaranja posredstvom vode, vjetra, lednika i sile teže.
do širenja savane ili pustinje. Te promjene su uglavnom posljedica globalnih (vjekovnih) promjena klime, ali mogu biti izazvane i djelovanjem antropogenog faktora. Zona pustinja tropskog pojasa se prostire oko južnog i sjevernog povratnika (23o 27' sjeverne i južne geografske širine). Za prave pustinje je karakteristično odsustvo stalnih riječnih tokova (izuzev alogenih, kao npr. Nil, Niger), zemljišta i vegetacije. Reljef se obrazuje pod uticajem insolacionog razaranja stijena i eolske erozije (Gavrilović Lj., 2003). Landšafti umjerenih širina imaju veliko geografsko rasprostranjenje. Oni se na obje Zemljine hemisfere (sjevernoj i južnoj) protežu u dužini od oko 5000 km, od povratnika do polarnika. U ovim landšaftima preovladavaju zapadna okeanska strujanja, pa su zapadne obale vlažnije od istočnih, dok su centralni dijelovi u znatnoj mjeri bez vlage. Ove su razlike uslovile formiranje više geosistema. To su na sjeveru tajge, a južno od njih listopadne šume. Ovi su se geosistemi razvili Sjevernoj Americi, Evropi i Aziji, a na južnoj hemisferi ovaj geosistem je zastupljen samo na krajnjem jugu južne Amerike. Geosistemi listopadnih šuma prelaze u stepe, koje zauzimaju velika prostranstva u Evropi, Aziji i centralnim dijelovima Sjeverne Amerike (prerije). Na južnoj hemisferi stepe su rasprostranjene u Južnoj Americi (pampasi) i Australiji. Unutar ovog landšafta, gdje su padavine rijetke (100 - 200 mm godišnje) prostire se suha kontinentalna zona – polupustinje i pustinje umjerenog pojasa (Azija i Sjeverna Amerika). Landšafti polarnih predjela prostiru se na krajnjem sjeveru i krajnjem jugu naše planete. Izdvajamo Arktički i Antarktički polarni landšaft. Osnovna odlika ovih landšafta su negativne temperature koje se samo ponekad dižu iznad 0oC (ali ne prelaze 5oC) i male količine padavina koje ne prelaze 200 mm vodenog taloga. U ovim landšaftima ističu se geosistemi arktičkih i antarktičkih ledenih pustinja i geosistemi tundri. Arktičke pustinje obuhvataju usamljena ostrva i arhipelage kao što su: Grenland, Kanadski arktički i Špisberški arhipelag. Vegetacioni period je kratak, pa je biljni svijet predstavljen uglavnom mahovinama, lišajevima i šumotundrom. Izdvajanje prirodnih landšafta predstavlja prirodnu zakonitost smjene landšafta u zavisanosti od geografske širine i nadmorske visine. U naučnoj i stručnoj literaturi ovo izdvajanje se terminološki označava kao horizontalna pojasnost. Visinska zonalnost je, takođe jedna od bitnih odlika prirodnih landšafta. Predstavlja zakonomjernu smjenu landšafta u planinskim prostorima sa povećanjem nadmorske visine. U vezi je sa promjenom toplote i količine padavina. Temperatura vazduha sa porastom nadmorske visine opada (prosječno) za 0.694oC, a vazdušni pritisak za istu vrijednost nadmorske visine opada za 13.3 mb. Zbog ovih promjena, koje nastaju povišenjem nadmorske visine, dolazi do izmjene klimatskih uslova, sličnih onim koji nastaju rastom geografske širine od ekvatora prema polovima (0 → 90o). Klimatske promjene (promjene vrijednosti meteo i klimatskih elemenata) uslovljavaju promjene i ostalih fizičkogeografskih parametara137, što u znatnoj mjeri utiče na formiranje različitih geosistema. Upravo ovu zakonomjernu promjenu prirodnogeografskih uslova nazivamo visinska zonalnost.
137
Parametar (grč. para – kod,uz, iz,pred, protiv, prema, pored, promjena ili preobražaj i sl. + metron – mjera, mjerilo) – mat. svaka veličina koja se sadrži u nekoj funkciji pored promjenljivih.
3. OSNOVE PLANETARNIH SISTEMA I SISTEMATIZAM ŽIVOTNE SREDINE Životna sredina je trodimenzionalna (prostorno, vremenski i strukturalno) definisana kategorija unutar konkretnog geografskog prostora. Ona nije statična, već je dinamična kategorija, u kojoj procesi i pojave imaju homogeno univerzalan karakter. Svi procesi i pojave od najnižeg do najvišeg nivoa su povezani u cjelinu u kojoj vlada veliki, gotovo savršen stepen sistematizma. Spoznaja o sistemima, posebno u prirodnim naukama, omogućila je utvrđivanje uslovljenosti i međusobne povezanosti pojava i procesa konkretne geografske sredine i uopšte geografskog omotača. Saznanje o vezama između žive i nežive prirode, i elementarne povezanosti društva sa elementima prirodne sredine u osnovi predstavlja sistematizam prirodne i društvene sredine. Definisanje životne sredine ili bilo koje druge sredine nije kompletno, ukoliko nisu obuhvaćeni svi pokazatelji odnosa i veza između strukturnih elemenata sredine. Filozofska nauka sistem definiše kao skup spoznaja/saznanja, koje su određene po ideji uslovnosti pri čemu preovlađuje jedinstvo. Svođenje saznanja se vrši u okvire strogo zatvorenih i izgrađenih sistema koji su jasno razrađeni i zasnovani na tačno utvrđenim principima. U fizici se pod sistemom podrazumijeva cjelokupnost fizičkih elemenata; sistem može biti homogeni i heterogeni, a na njih djeluju unutrašnji i spoljašnji faktori. Homogeni sistem je onaj koji se sastoji samo od jedne faze i nije podložan razbijanju u podsisteme. Heterogeni sistem je takav koji traje u više faza i sastavljen je od više podsistema. Opšta teorija sistema izučava se u matematičkoj logici. U njoj se razrađuju svi osnovni principi sistemskog djelovanja pojava i procesa. U teoriji sistema se pod determinantom sistema podrazumijeva određena cjelina sastavljena od uzajamno povezanih međusobno uvjetovanih jedinki ili elemenata. Sistem je kompozicijska cjelina elemenata u kojem postoje stalne uzajamno uslovljene interakcije, kako između, tako i unutar samih komponenata. Dakle, sistem definišu njegovi elementi, međuelementarne veze i odnosi, unutrašnja energija sistema i odnos sistema prema uticaju spoljašnjih faktora. Kompleksna i komponentna geografska nauka u osnovi predstavlja sistem. Sistem je prisutan i u definiciji geografije jer je ona sistem prirodnogeografskih i društvenogeografskih nauka koje izučavaju omotač Zemlje, prirodne i proizvodne geokomplekse i njihove geokomponente. Među sistemom geografskih nauka postoji tijesna veza jer se geokomponente međusobno dopunjuju i djeluju u interakciji te zajedno čine cjelovit sistem. 3.1.GEOGRAFSKI OMOTAČ 3.1.1.Osnovna svojstva geografskog omotača Globalno funkcionisanje sistema najbolje se može shvatiti unutar opće planetarne strukture u kojoj se po ustaljenim ritmovima i zakonomjerno odvijaju grandiozni, neovisni od čovjeka, prirodni procesi. Globalni planetarni sistem u geografiji se izučava pod nazivom geografski omotač, što u osnovi i čini objekat fizičkogeografskog proučavanja. Kako je sistem geografskih nauka uzajamno povezan u najviši oblik sistemske organizacije, to onda jedna komponentna geografska nauka pretpostavlja drugu iz čega proističe da geografski omotač predstavlja opći objekt geografske nauke.
Slika 3... Vertikalna struktura geografskog omotača (Preuzeto: M. Spahić, 1999)
Pored naziva geografski omotač nekada se gotovo ravnopravno tretiraju nazivi „landšaftna sfera“, „landšaftni omotač“, „biogeosfera“ („geobiosfera“), „antropogeosfera“ i u novije vrijeme „noosfera“ – sfera razuma. Svi ovi nazivi su približno sinonimi što zavisi iz kojeg se ugla posmatraju. Antropocentričnost planetarnog omotača je rezultat njegove podložnosti antropogenim promjenama. Strogo naučno gledano, geografski omotač se tretira kao prirodna datost jer je nastao bez čovjekovog uticaja, a funkcioniše po sebi svojstvenim zakonima i zakonomjernostima. Pojam geografski omotač, kao univerzalnu zemljinu sferu, u geografiju je uveo i detaljno razradio ruski geograf A. A. Grigorijev (1960). Po njemu geografski omotač je kompleksni omotač, najsloženiji dio naše planete, formiran pod uticajem kosmičkih i telurskih sila, sastavljen od Zemljine kore, nižih dijelova atmosfere, hidrofere, biosfere i pedosfere. Pored prethodno spomenutih sinonima, neki geografski geografski omotač poistovjećuju sa geografskom sredinom što je pogrešno, pored ostalog, i zbog planetarnog rangiranja, jer je geografska sredina uži pojam i podsistem u geografskom omotaču. Geografski omotač se odlikuje višeznačnom prostranstvenom strukturom, koja se u najkraćem može shvatiti kroz ova osnovna svojstva: - Geografski omotač je trodimenzionalan. Njegov prirodni sistem koordinira površinom geoida (dužinom i širinom) i njegovom vertikalom (visinom) i predstavlja univerzalni kontinuum, bez obzira što je sferična površina Zemlje konačna – ona je u vremenu beskonačna.
-
-
-
-
Geografski omotač je sferičan pa mu je prostranstvo zatvoreno zbog velikih geografskih kružnih tokova a ono je bezgranično. Cirkulacioni tokovi, posebno u atmosferi i hidrosferi, obrazuju opštezemaljski cirkulacioni sistem koji u neprekinutom nizu obavija cijelu Zemlju. U tom zatvorenom prostornom sistemu i u uslovima energetske ravnoteže između Zemlje i kosmičkog prostranstva izbalansirane su različite fizičke pojave. Rezultat toga je geografska uzajamnost, koja se ostvaruje prenosom zračne cirkulacije u atmosferi i okeanskih struja u u hidrosferi. Kretanja na svom putu nemaju ograničenja pa zbog toga niti jedan dio Zemljine površine ne predstvalja izolovan sistem, i obrnuto svaka tačka na Zemlji djeluje na svoje kruženje. Različiti položaji Zemlje u kosmičkom prostranstvu uslovljavaju postojanje geografskih zona na njoj, što opredjeljuje na fundamentalna geografska izučavanja geografske zonalnosti. Zemljina površina je oblast najizraženijeg djelovanja geokomponenti i na njoj se najintenzivnije smjenjuju geografski procesi i pojave. Prema visini i dubini intenzitet geografskih procesa opada, zbog čega, na određenom odstojanju od Zemljine površine, slabe uzajamne veze i odnosi među geokomponentama. Sve geografske pojave i svi dijelovi Zemljine površine nalaze se u konačnoj sumi opće uzajamnosti i mogu se raspoznati samo u konačnom sumiranju tih uzajamnosti.
Na osnovu ovih univerzalnih svojstava koje čine geograrfski kontinuum pokušalo se razjasniti šta je donja a šta gornja granica geografskog omotača i pšta je, uopće, objekat geografskog proučavanja. Većina geografa se slaže da je gornja granica geografskog omotača na visini ozonovog ekrana (najveća koncentracija ozona), tj. Na visini od 25 do 30 km. Ovaj sloj vrši značajnu transformaciju Sunčevog spektra, što omogućuje život na Zemlji. Neki su geografi mišljenja da se gornja granica geografskog omotača nalazi na gornjem sloju troposfere. Uporište za izdvajanje ovakve granice nalaze u saznanju aktivnog uticaja troposfere na Zeljinu površinu na osnovu kojeg je prirodno uspostavljena zakonomjerna smjena zona i pojaseva. Donja granica geografskog omotača se najčešće povlači po sloju Mohorovičićeva diskontinuiteta na kome leži Zemljina kora. Neki pak misle (Soloncev V.N., 1981.) da se donja granica geografskog omotača nalazi na dubini do kojih se osjećaju uticaji geokomponenata svojstvenih za površinu Zemlje kao što su: voda, zrak, živi organizmi i sl. Često se za donju granicu geografskog omotača spominje i donji sedimentacijoni sloj ili stratisfera. Na osnovu ovakvog definisanja donje i gornje granice geografskog omotača, možemo konstatovati da geografskom omotaču pripada Zemljino prostranstvo u kojem se elementi odlikuju hijerarhijskom organizacijom počevši od atoma pa zaključno sa makrotijelom različitog agregatnog stanja. U njemu se materija nalazi u subatomskom stanju kao što je jonizirajući plin atmosfere i zona faznih prelazaka materije, karakteristična za Zemljinu mantiju. Visina geografskog omotača prema jasno diferenciranim donjim i gornjim njegovim granicama iznosi od 35 do 45 km. 3.1.2. Sastav i struktura geografskog omotača Osnovno svojstvo bilo kojeg organizacijskog objekta je određeno, ne samo sastavnim elementima, već i njegovom strukturom, tj. cjelovitošću dijelova i karakterom uzajamnih veza i odnosa unutar objekta. U slučaju geografskog omotača moguće je govoriti o nekoliko strukturnih nivoa koji čine predmetnost komponentnim geografskim naukama.
Slika 4. Vertikalna struktura Zemljine kore i fitosfere u kojoj je definisana donja granica geografskog omotača (Preuzeto: M. Spahić1999.),1 1999 34)
Geokomponente su najjednostavniji strukturni nivo u geografskom omotaču. One predstavljaju sistemski skup istovrsnih prirodnih elemenata obrazovanih na Zemljinoj površini. Razlikuju se glavne geokomponente kao što su: voda, zrak, površineske stijene, biljni i životinjski svijet od proizvodnih prirodnih komponenti koje su nastale u interakciji glavnih komponenti i u njih spadaju: tla, led, mrzlota i sl. Geokomponente se međusobno razlikuju po stepenu organizacije materije, odnosno po hemijskom sastavu i fizičkim svojstvima. U geografskom omotaču postoje tri nivoa organizacije materije: neživo, živo i kombinacija živo – neživo. Posljednjem nivou organizacije odgovara tlo, prirodne vode, kao i geografski omotač u cjelini. Geosfere su zasebni dijelovi geografskog omotača u kojima preovladava jedna od geokomponenata. Naslanjajući se jedna na drugu one obrazuju koncentrične sfere. Pogrešno bi bilo ako se geosfere shvate kao suma jednorodnih elemenata. Geosfere obrazuju viši nivo organizacionog sistema u geografskom omotaču i čine prirodnu sintezu uzajamno povezanih istorodnih geokomponenata. Tako, na primjer, voda u čaši i jezeru je jedna te ista voda, ali jezero ne predstavlja sumu čaša vode. Četiri geosfere u potpunosti ili djelimično ulaze u sastav geogarfskog omotača, pri čemu litosfera, atmosfera i hidrosfera obrazuju neprekinute ovojnice. Biosfera ne zauzima samostalno planetarno prostranstvo iako čini zasebnu sferu. Ona podjednako ulazi u sastav svih sfera pa je zovemo sfernom prožimanjima. Postoji mišljenje, što je u osnovi i prihvatljivo, da se u geografskom omotaču može izdvojiti i peta samostalna sfera koju čini površinski raspadnuti sloj litosfere i naziva se pedosfera. Gornje slojeve atmosfere i dublje dijelove litosfere većina naučnika ne uključuje u geografski omotač iz
razloga što se procesi iz ovih dijelova geosfera najdirektnije ne odnose na postojanost geografskog omotača. Geosfere u geografskom omotaču predstavljaju slojevitu strukturu koja zavisi od gustine geokomponenti koje ih sačinjavaju. Ukoliko je gustina veća onda geosfera zauzima niže položaje i obrnuto.Ovome, svakako, doprinosi diferencijacija materije na Zemlji u njenom gravitacionom polju. Geosistemi su viši strukturni nivoi u odnosu na geosfere. Oni predstavljaju najsloženiju organizaciju uzajamnog odnosa geokomponenti unutar i među geosferama. Prosti ili osnovni geosistemi formirani su u uzajamnom odnosu nežive organizacije materije. Tako, naprimjer, lednik koga sačinjavaju dio litosfere čiji je morfološki izraz cirk i valov, dio hidrosfere predstavljen vodom u obliku leda, dijelom atmosfere predstavljena zrakom koji prožima dijelove litosfere, te nivalni tip vegetacije koja je dio bosfere predstavlja prosti geosistem. U geosistemu mogu se uključiti i ne samo prirodne geokomponente. Ljudsko društvo sa svojim tehničkim sistemima obrazuje geotehnički sistem kao što je urbani, industrijski, saobraćajni i sl. koji zajedno sa prirodnim okruženjem predstavljaju geokomplekse. Geosistemi se zakonomjerno smjenjuju u horizontalnom pogledu, međusobno se razlikuju i nazivaju se landšaftima. Landšaftom se definiše objekat geografskog istraživanja. Ova riječ se, nažalost, rijetko upotrebljava iako u njemačkom jeziku sufiks saft definiše uzajamnost, uzajamnu vezu ili uzajamnu povezanost. Na taj način landšaft je uveden u geografskoj literaturi u rangu naučnog značenja i označava, prije svega, uzajamnu zavisnost pojava u geografskom prostranstvu, mada ova riječ još uvijek ne govori o ostavrivanju tih veza (Neef E., 1967.). Već je rečeno da geosfere predstavljaju sveobuhvatni materijalni sistem u čijim granicama postoje uzajamne veze svih sfera koje se ispoljavaju na površini Zemlje. Opće je poznato, da na raznim tačkama Zemljine površine, taj materijalni sistem se sastoji iz savršeno različitih materijalnih komponenata i njihovih kombinacija. Na taj način opći princip organizacije geosfera nalazi svoj izraz u formi mnogobrojnih konkretnih kombinacija. Tu realizirajuću formu na svakom mjestu Zemljine površine označavamo terminom landšaft. Pod landšaftom podrazumijevamo konkretni dio Zemljine površine sebi svojstvenom strukturom i dinamikom. 3.2. AKSIOMI, ZAKONI I ZAKONOMJERNOSTI U GEOGRAFSKOM OMOTAČU Geografski omotač se odlikuje svojom dinamikom, zakonima i zakonomjernostima koji su najčešće aksiomatični, bez čijeg poznavanja je opasno preduzimati bilo kakve opsežnije radnje i eksperimentisanje. U poznatom dijelu Kosmosa ne postoji niti jedno nebesko tijelo koje je organizacijomom strukturom slično Zemlji kako bi se na tom nebeskom tijelu izvodile probe a potom primjenjivale na Zemlji. Zbog toga se nameće potreba podrobnije spoznaje funkcionisanja planetarnog sistema njegovih zakona i zakonomjernosti kako bi čovjek svoje aktivnosti prilagodio prirodnim procesima do granice predviđenim prirodnim zakonima.
3.2.1. Aksiomatičnost geografskog omotač Stvarnost nas ubjeđuje u materijalnu objektivnost s kojima se formiraju neke osnovne pojave koje se ne potvrđuju eksperimentom. Ti osnovni stavovi koje ne dokazujemo su argumenti pomoću kojih razumijevamo objektivnu stvarnost. Oni su osnova za sve naučne postavke, daju
nauci njihovu dimenziju i čine je logičnom. Na osnovu njih daju se fundamentalna znanja o geografskom kontinuumu, o geografskim granicama i geografskim komponentama. Sve geografske pojave aksiomatičnog karaktera mogu se podijeliti na planetarnu, landšaftnu i horološku aksiomu. Planetarni aksiom odnosi se na geografski omotač koji u cjelovitosti pripada Zemljinoj površini i u njemu se dešavaju geografske pojave uvjetovane astronomskim položajem planete Zemlje u Kosmosu. Ova uzajamnost u geografskom omotaču vlada na svakom dijelu Zemljine površine. Tako, na primjer, klima svake tačke Zemlje zavisi od ukupne planetarne cirkulacije. I osnovne mjerne jedinice vremena izvedene su iz zakonomjernog kretanja Zemlje po ekliptici oko Sunca, kao što su: dan i noć, godina, ljetno i zimsko polugodište, produženo trajanje dana i noći i sl. Ove jedinice su razumljive same po sebi, ali na trenutak zamislimo da ih nema: došli bismo do podatka da ne bismo mogli mjeriti brojne geografske faktore. Produženo trajanje dana u toplijem periodu godine povećava radijacioni bilans što ima krupne geografske posljedice. Kada ne bi bilo smjene toplijeg sa hladnijim periodom u godini došlo bi do povećanja temperature što bi usložilo uvjete života. Prema tome, sve geografske pojave koje se javljaju u bilo kojem obliku pripadaju planeti Zemlji i shodno tome određeno je njihovo geografsko značenje. Lanšaftni aksiom ukazuje na uzajamnost među geosferama na svakoj tački Zemljine površine. Djelovanje geografske supstance (materije i energije) na pojedinim dijelovima Zemljine površine odvija se različito. Stepen fizičkih i hemijskih procesa na nekim mjestima teče sporo, a na nekim veoma brzo. Zavisnost jednih od drugih elemenata nazivamo uzajamnom zavisnošću (interdependence), a opću pojavu isprepletenosti komponenata u složenoj uzajamnoj vezi nazivamo uzajamnost (inetrrelation). U njemačkom jeziku ta veza često predstavlja vertikalnu uzajamnost (vertikaler Zusammenhang) (Neef E., 1967.). Landšaftni aksiom se može iskazati na sljedeći način: na svakom dijelu Zemljine površine elementi, komponente i faktori geografske supstance nalaze se u različitim oblicima zakonomjerno uređeni i uzajamno povezani. Na istinitosti landšaftnog aksioma sazdana je postojanost geografije kao nauke. Svaka izolacija elemenata landšafta od landšaftne veze udaljava istraživanja od geografske stvarnosti. Iz tih razloga razvoj specijalnih nauka kao što su: hidrologija, geomorfologija, klimatologija i dr., gdje je svaka od njih posvećena jednom elementu landšafta, ne lišava geografiju njenog naučnog objekta. Uz pomoć landšaftnog aksioma omogućena su istraživanja vertikalne uzajamnosti pomoću kojih se vrši naučna sinteza pojava i procesa u geokompleksima na bilo kojem dijelu Zemljine površine. Ovakav pristup često se označava geografskim homogenim istraživanjem Horološka aksioma ukazuje na horizontalnu međusobnu vezu geokomponenata. Zbog toga horološku aksiomu nazivamo aksiomom prostranstvene veze (interconnection). Pod uticajem horološke aksiome geografija je kod Ritera, a kasnije kod Rikerta i Hetnera (Neef E., 1967.) nazvana horološkom naukom. 3.2.2. Zakon cjelovitosti Geografski omotač i njegova materija čine cjeloviti sistem. Cjelovitost sistema u geografskom omotaču u osnovi je predstavljen planetarnim geosistemom. U planetarnom geosistemu svi elementi su međusobno povezani u lančani niz raznih nivoa organizacije iz kojeg je nemoguće apstrahirati bilo koju kariku bez narušavanja sistema.
Cjelovitost treba razlikovati od cijelog. Izdvojeni element prirodne sredine i pored toga što ulazi u cjelinu ne predstavlja cjelovitost. Iz mreže ili kružnog sistema nemoguće je zamijeniti elemente određenog niza, a kamoli vršiti njihovo apstrahiranje. U geografskom omotaču i njegovim sastavnim strukturnim elementima takve operacije su nemoguće i potpuno riskantne. Ako bi zamijenili ili apstrahirali bilo koju kariku iz cjelovitog geosistema, na primjer, vodni režim, klimat ili tipove reljefa onda bi došlo do izmjene ili čak do nestanka prvobitnog prirodno-teritorijalnog kompleksa. U tom smislu geografi u svom naučnom istraživanju polaze od komponenata, međuzavisnosti, stepena organizacije nastanka i održanja s ciljem upoznavanja i prognoze njihovog evolutivnog preobražaja. Geografski omotač u osnovi čini planetrani nivo životne sredine. Životnu sredinu, prema ovoj odrednici čine prirodno - teritorijalni, prirodno - akvalni i tehnogeni kompleksi. Zbog toga se i može kazati da je životna sredina sistem sistema i podsistema u geografskom omotaču. Niži hijerarhijski sistemi unutar geosistema odlikuju se sebi svojstvenim fukcijama. Veća narušenost funkcionisanja potčinjenih sistema isto tako se može negativno odraziti na strukturu i funkciju planetarnog geosistema. U konteksu životne sredine osim opšteg planetarnog i regionalnog geosistema značajna pažnja se poklanja lokalnom funkcionisanju geosistema koji se još zovu topološki sistemi. Topološki sistemi životne sredine nastaju kao rezultat zonalnih (horoloških) i azonalnih (mjesnih – lokalnih) činilaca. Ove sisteme karakteriše klimatska zona, visinska pojasnost i geografsko – topografske karakteristike. Topografska sredina je presudan činilac za izdvajanje geosistema pa im i naziv potiče od mjesta (lokacije). Topološki ili mjesni sistem, većina prirodnjaka naziva „ekosistem“. Termin ekosistem u nauku je uveo A. G. Tansley (1955). Pored toga, kod nekih autora mogu se naći i drugi termini kao, na primjer facija što se ne može prihvatiti kao sinonim spomenutom ekosistemu, jer facija u fizičkogeografskoj regionalnoj diferencijaciji označava tip „mjesnosti“. U svojstvu osnovne jedinice – biota u životnoj sredini javlja se ekosistem. Međutim, kod nekih naučnika, posebno biološkog opredjeljenja, ekosistem je univerzalan pojam i izjednačava se sa geosistemom i pridaju mu se istovjetni strukturni elementi i nivoi. U čisto biološkom smislu lokalni ekosistem (topološki sistem) je najniži nivo organizacije sistema, dok viši nivo čini regionalni ekosistem, što u geografskom sistemu nauka odgovara landšaftu ili prirodnoj zoni. Planetarni ekosistem ili biogeocenoza (geobiocenoza) bi odgovarao geografskom omotaču. Ekosistem je uži pojam od geosistema i čini njegov podsistem. Geosistem je kompleksan sistem koji se dijeli na proste geosisteme, nastale uzajamnošću neživog stepena organizacije materije i složene geosisteme koji čine različit stepen organizacije materije. Ekosistem u prvi plan stavlja biotičke komponente, dok su abiotički svrha objašnjavanja razlike u biotama. Ekosistem se može definisati kao sistemski organizovano jedinstvo živih organizama i fizičkogeografskih uslova. On predstavlja kompleksan makrosistem sa sebi potčinjenim odgovarajućim sistemima. Izmjenom prirodnih sistema (geosistema), tehnogenim sistemima mijenja se svojstvo ekosistema, pa čak može nastati nov ekosistem. Tako na primjer, akumulacija vode u riječnom sistemu izaziva mikroklimatske, mikromorfološke i druge promjene što uvjetuje stvaranje potpuno novog ekosistema. Novostvoreni ekosistemi su reperi ravnoteže prirodno – teritorijalnih, prirodno – akvalnih i tehnogenih kompleksa.
Slika 5. Sve geokomponente u geosferama i geosfere u geografskom omotaču nalaze se u uzajamnim vezama i odnosima u građi cjelovitog sistema (Preuzeto: M. Spahić, 1999.) Originalnim naučnim pristupom problemu i procesu zagađivanja i narušavanja funkcionisanja prirodno – geografskih sistema (geokompleksa) V. N. Soloncev (1981), razmatra u kontekstu integralnog rezultata promjena u strukturi geografskog omotača. Za funkcionisanje procesa u onim prirodnim kompleksima koji su izbalansirani karakterističan je režim periodičnih promjena svih parametara, gdje spadaju parametri sadržaja određene materije. U uslovma jasno izraženih sezona, godišnji ciklus takvog sistema predstavljen je smjenjivanjem perioda s relativno uravnoteženim režimom sadržaja materije i perioda sa nestabilnim režimom koji se izražava kroz više ili manje oštra odstupanja od date ravnoteže. Zavisno od koncentracije materije u prirodnom geokompleksu mogu se razlikovati optimalna značenja sadržaja materije, svojstvena ravnoteži i ekstremna značenja tih parametara koji se izražavaju tokom nestabilnog režima. Prekoračenje ekstremnih parametara može dovesti do suštinskih promjena u strukturi geokompleksa. Te promjene mogu biti povratne i bespovratne. Optimalni i ekstremni procesi, uopšte uzevši, predstavljaju normalne oblike funkcionisanja geokompleksa nastalih tokom njihove evolucije. Stanje geokompleksa koje zahvata oblast kolebanja između ekstremnih značenja sadržaja određenih materija, možemo nazvati kapacitetom geokompleksa. Isti autor (V. N. Soloncev, 1981) je time opšte i diferencirane fizičkogeografske procese u geografskom omotaču postavio kao rezultat uzajamnih prirodnih i antropogenih uticaja koje imaju globalni karakter.
3.2.3. Kruženje materije i energije Jedno od važnih svojstava geokomponenti je njihova dinamika.138 Sva kretanja, u osnovi, stoje u uzajamnim vezama među objektima materijalnog svijeta. Kretanje je savršeno, postojano sa ritmičkim139 i cikličnim140 promjenama a koja nastaju u uzajamnom osnosu svih faktora. U sklopu fižičke uzajamnosti, prirodna kretanja nastaju pod uticajem jake, slabe, elektromagnetne i gravitacione sile. Prve dvije sile dominiraju na subatomnom nivou u oblasti elektromagnetnih čestica i jezgara atoma. Geografskom nivou pripadaju elektromagnetna i gravitaciona sila koja određuju glavne osobine i puteve nastanka geografskog omotača. Najveću raznolikost karakterišu kretanja koja su povezana ili inicirana elektromagnetnom silom i uzajamnim posljedicama kao što su zagrijavanje, kretanje tečnih fluida u kapilarima, hemijske reakcije (u tom kontekstu fotosinteza), izmjena agregatnih stanja tvari i drugi procesi. Manju ulogu u tom pravcu imaju gravitacione sile koje iniciraju morske dobi (plimu i oseku), izlučivanje padavina, zadržavanje atmosfere pri površini Zemlje i slično. Svi fizičkogeografski procesi u koje, pored ostalih, spadaju kretanja zračnih i vodnih masa, denudacija, površinska stijenska erozija i korozija, formiranje prirodnih zona i sl. uslovljeni su uzajamnošću raznih oblika fizičkog kretanja.
Slika 6. Kružni tokovi osnovnih materija u biosferi po Hatcisonu (Izvor podataka: Gerenčuk K.I. et al., 1984) Kretanja u geografskom omotaču se dijele na dva tipa. Prvom tipu odgovaraju sva kretanja koja su posljedica funkcionisanja geokomponenti, geosfera, geosistema i geokompleksa unutar geografskog omotača. 138
Dinamika (grč. dynamikόs prema dýnamis – sila, snaga), 1. fiz. dio mehanike koji se bavi kretanjem tijela pod drjstvom sile. 2. redosljed promjena, način razvoja, raspored po kojem se odvija neki proces . 139 Pod ritmom podrazumijevamo ponovljivost kompleksa pojava tokom vremena, koje se razvijaju u jednom pravcu. U geografskom omotaču razlikujemo dvije forme ritmičnosti: periodičnu i cikličnu. Pod periodom se podrazumijeva ritam jednake dužine, kakvi su na primjer rotacija i revolucija Zemlje. 140 Ciklusi predstavljaju vremenske raspone u kojima se promjenljivom dužinom događaju određene pojave.
Kretanjima se ostvaruju ravnoteže i kompenzacije u geografskom omotaču. Drugom tipu pripadaju kretanja koja stoje u tijesnoj vezi sa dotokom materije i energije u geografski omotač. Sva kretanja materije i energije u geografskom omotaču imaju svoje ustaljene kružne tokove koji se ostvaruju po ustaljenim ritmovima i ciklusima. S obzirom da su kruženja svojstvena geografskom omotaču i da se odvijaju po strogim prirodnim zakonima, onda se ta kretanja u geografskoj nauci tretiraju kao geografska kruženja u kojima razlikujemo velike i male geografske kružne tokove. Duboka osnova svih kružnih tokova je migracija i preraspodjela materije i hemijskih elemenata potaknuta dotokom i razmjenom energije (L.G. Bondarjev, 1976). Migracije i preraspodjele materije i energije u geografskom omotaču teže uspostavljanju ravnotežnih sistema – izostazija. Izostazije141 uslovljavaju veliku kompenzaciju geokomponenata u geosferama na Zemlji. Energija i transformisana energija koja dospijeva u geografski omotač čini generator svih prirodnogeografskih procesa i dijeli se na: - unutrašnju Zemljinu energiju; - energiju revolucionog i rotacionog kretanja Zemlje; - Sunčevu energiju. Unutrašnja energija Zemlje nastaje u procesu gravitacione diferencijacije, pri čemu se na račun trenja oslobađa toplotna energija. Kroz geološku prošlost Zemlje ove energije je oslobođeno oko 1.6 1031 J. Drugi izvor unutrašnje energije Zemlje je radiohemijska energija koja nastaje u procesu radiohemijskog raspada teških elemenata. U procesu produktivnog raspada oslobađa se 0,9 1031 J.142 Računa se da je tokom duge geološke prošlosti u Zemljinom jezgru akumulirano oko 2 1031 J radiohemijske energije. Prisustvo ove akumulirane unutrašnje enegrije potakla su na razmišljanja i nova shvatanja porijekla i razvoja planete Zemlje a time i geografskog omotača. Novija učenja neomobilista pretpostavljaju da Zemlja nije evoluirala iz užarenog tijela, već obrnuto od hladnog tijela prelazi u užarenu masu (jezgro je već užareno) na račun velike radioaktivnosti. Jedan dio unutrašnje energije dospijeva u geografski omotač preko Zemljine površine u vidu toplotnog dotoka i iznosi oko 0.06 J m2/s. Najintenzivniji toplotni dotok iz zemljine unutrašnjosti nalazi se na podvodnim hrbatima. Unutrašnja energija utiče na brzinu premještanja materije i najveća je na površini Istočno – tihookeanskog spreadinga143 i iznosi 16 cm u godini. Približno je tolika brzina savremenih tektonskih gibanja. Ako usvojimo da je premještanje materije u atmosferi 1 cm/s, onda je brzina u litosferi stoti dio sekunde. Energija nastala u uzajamnosti gravitacijskih sila Zemlje i kosmičkih tijela, prije svega Sunca i Mjeseca je drugi izvor energije u geografskom omotaču. Kao rezultat tog uzajamnog privlačenja nastaje plima i oseka (morske dobi). U procesu trenja kao posljedica talasnog kretanja plime i oseke javlja se energija koja je jednaka 3,5 10-3 J m2/s. Pretpostavlja se da je ovaj tip energije, kroz dugu geološku prošlost Zemlje, pretrpio izmjene. Proračuni pokazuju da je početkom razvoja Zemlje, Mjesec bio na udaljenosti oko šest Zemljinih prečnika (danas je njegova udaljenost 60 prečnika), pa je plimska sila bila tri puta veća u odnosu na današnju. S pravom se pretpostavlja da je taj period ostavio značajne tragove i inicirao neke fizičkogeografske procese koji i danas traju. 141
Izostaza (grč. isos-jednak), geol. ravnoteža između pojedinih dijelova mase Zemljine kore Gerenčuk, K.I., Bokov, B.A., Červanev (1984): Obšćeje zemlovedenije, str. 108, Moskva 143 Spreading, engl. širenje 142
Talasi plime i oseke postupno su usporavali rotacionu brzinu Zemlje i time značajno uticali na ukupni toplotni režim. Produžetak trajanja dana i noći u procesu usporavanja rotacije Zemlje, značajno su se odrazili na povećanje kontrasta termičkih uslova na dnevnoj i noćnoj strani Zemlje. Sve je ovo imalo snažnog odraza na globalna klimatska i hidrološka stanja na Zemlji. Sunčeva energija dospijeva od Sunca, gotovo 97 % u vidu elektromagnetne energije. Ovaj vid energije je nepromjenjiva kategorija i njen intenzitet se izražava vrijednosšću solarne konstante koja iznosi 1.98 cal cm2/s (1382 J m2/s). Sunčev spektar različitih talasnih dužina proizvodi nejednak fizički efekat. Ultraljubičasti spektar intenzivno prodire u atmosferu, do visine od 100 do 200 km iznad površine Zemlje i ima jonizujuće svojstvo. Zraci ovig talasnih dužina se asporbuju u jonosferi i ozonosferi na visini 15 do 25 km. U niže slojeve atmosfere (troposferu) dospijeva vidljivi dio spektra i infracrveno zračenje. Ovi dijelovi Sunčeve insolacije omogućuju osnovne fotohemijske i termohemijske procese bez uništavanja žive materije. Zajedno sa elektromagnetnim dotokom u atmosferu dospijevaju, za život, štetne materije i zračenja. Imaju malu energiju i ritam povećanja i smanjenja što je u direktnoj funkciji Sunčevih aktivnosti. Korpuskularne čestice, u vrijeme kulminacije Sunčevih pjega, mogu izazvati izmjenu polja atmosferskih pritisaka i promjenu vremenskih prilika na Zemlji. Pored toga, one izazivaju povećanu aktivnost geomagnetnih bura koje pojačavaju geomagnetna polja Zemlje i polarnu svjetlost. Sve ovo u značajnoj mjeri ima odraza na cikličnost funkcija geografskog omotača. Vrijeme cikličnih Sunčevih aktivnosti su najkraća razdoblja izmjenjivosti funkcionisanja geokomponenata u geosistemima na osnovu kojih se definišu prirodne pojave i procesi. Tako, određivanje klime, na osnovu klimastkih elemenata i pojava, potamološkog režima, na osnovu oticanja, vodostaja i proticaja, vremenski ne može biti kraći od ciklične izmjenjivosti Sunčevih aktivnosti. Tabela 3. Udio i vrste energije u geografskom omotaču VRSTA ENERGIJE Sunčeva energija apsorbovana u atmosferi i na površini Zemlje Energija kosmičke svjetlosti Antropogena proizvodnja energije (podatak za 1975. godinu) Energija nastala raspadom radioaktivnih izotopa Energija električnog pražnjenja Energija plimotvornog trenja Energija nastala pri mineralizaciji organskih tvari i oksidacionim procesima Geotermička toplota Tektonskla energija (Izvor: Gerenčuk, K.I.Bokov, B.A. Červanev, 1984)
J (m2 · s) 2.3 · 102 2.0 · 10-6 16 · 10-3 7.0 · 10-3 4.0 · 10-3 3.5 · 10-3 0.4 – 0.6 0.1 10-3
Dospjevši u geografski omotač energija doživljava mnogostruke preobražaje u smislu prelaska jednog vida energije u drugi. Neravnomjerni raspored energije na površini Zemlje uvjetuje razne vidove kretanja. Najkrupnija i najevidentnija su kretanja vodnih i vazdušnih masa, koje zbog zatvorenosti geografskog omotača imaju kružne tokove. Kruženje nije statična i zatvorena forma. Otvorenost dinamičkog sistema utiče na izmjenljivost i razvitak novih oblika geografske sredine.
Premještanjem bilo kojeg vida materije istovremeno dovodi do prenosa i drugih vidova energije i materije. Tako, naprimjer, zajedno sa premještanjem vodnih i zračnih masa prenosi se apsorbovana toplota, mineralne čestice, spore, bakterije, fito i zooplankton. Prostranstvene i vremenske razmjere kretanja materijalnih tvari su različite. Rastojanja iznose od nekoliko metara do 1000 km, a brzina pokreta od nekoliko milimetara u toku godine (kretanja kontinentalnih blokova) do brzine svjetlosti (prenos svjetlosne energije). Pored ustaljenih prostranstveno - vremenskih kružnih kretanja materije i energije, u geografskom omotaču postoje periodi i ciklusi ubrzavanja i usporavanja tih tokova i mogu biti: radijacioni, toplotni, atmosferni, hidrosferni, biosferni, biohemijski i dr. 3.2.4. Ritmičnost, cikličnost i periodičnost u geografskom omotaču Ritmičnost i cikličnost u geografskom omotaču su smjene pojava i procesa, a posljedica su globalne rotacije i revolucije Zemlje, astronomskih i geoloških uzroka. Ritmičnost vremenski može biti jednodnevna (smjene dana i noći), godišnja (smjena godišnjih doba), vjekovna ili sekularna (smjena klimata, povlačenje i nadiranje lednika, promjena evstatičkog nivoa mora, promjena režima kopnenih voda itd.) i paleogeografska (izgled Zemlje u kaledonskom, hercinskom i alpskom orogenom ciklusu). Ciklusi se takođe razlikuju po karakteru dinamičnosti pod kojom podrazumijevamo tip izmjene u vremenu osnovnih parametara geosistema. S obzirom da su ritmičke i ciklične pojave u geosistemima vezane za relativno dug geološki period bez značajnih promjenjivih svojstava, geografe više zanimaju periodične pojave koje se značajno odražavaju na stabilnost prirodnih pojava i procesa. U geografskom omotaču, gotovo da ne postoji stroga periodičnost prirodnih pojava i procesa. Periodičnost u geografskom omotaču izražena je u mnogim prirodnim procesima kao što su: tektonska, magmatska, sedimentaciona, klimatska, hidrološka i dr. Tako na primjer, mnogobrojni su prirodni faktori koji utiču na promjenu globalne planetarne klime, a direktno su posljedica periodičnih izmjena među kojima su najvažnije: uticaj morskih doba na brzinu rotacije Zemlje, promjena Sunčevih aktivnosti i izmjena sastava atmosfere. O tome vjerno svjedoče geološki, glaciološki i arheološki podaci. Tako su naučno dokazana klimatska kolebanja u 35 togodišnjem ciklusu (Brinkerov ciklus) i ciklus izmjene klimata u vremenu od 1800 godina (sekularni ciklus). Posljednji je sačuvan u razviću prirode Sahare u kojoj paleogeografski nalazi potvrđuju smjene vlažnog sa aridnim klimatom. Periodičnost je karakateristična za tektonsko-magmatske procese i neotektonske pokrete. Tektonsko-magmatska epoha dijeli se na periode u intervalima od 50 do 150 miliona godina. Periodičnost je sačuvana i u sedimentacionim zonama koje mogu biti terigeno – karbonatne i lakustrijsko – glacijalne. Faze sedimentacije kod ovih nanosa posljedica su promjene klimata i vezuju se za periodična kolebanja pokreta Zemljine kore i promjene evstatičkog nivoa Svjetskog okeana. Kod ledničkih jezera obrazuje se samo ljetna sedimentacija. Tokom ljeta kada se lednik otapa u jezero se unose više krupnozrni nanosi, dok se tokom zime odlaže sitan tanki glinoviti nanos. Broj takvih sedimentacionih slojeva odgovara broju godina njihovog stvaranja. Periodičnost pojava i procesa uzajamno je povezana sa spoljnim faktorima i nazivaju se prinudna kolebanja. U spoljne izazivače kolebanja spadaju sekularna kretanja Zemlje u koja se ubrajaju periodske perturbacije144 (precesija,145 nutacija146 i promjena polarnih visina) i sekularne 144
Perturbacija (lat. perturbatio), astron. promjena u kretanju planeta pod uticajem nekog drugog nebeskog tijela
perturbacije (promjena nagiba ekliptike, promjena apsidne linije147 i promjena u ekscentričnosti Zemljine putanje). Periodske perturbacije se obnavljaju sa različitim vremenima trajanja. Vrijeme koje je potrebno da se krivulja nebeskog pola ne zaokruži tj. dok Sjeverni pol ne dođe u jednu naspramnu tačku prema početnoj iznosi 427 dana ili 14 mjeseci. Stvarni pravi nebeski pol pomijera se po maloj elipsi (nutacija) i obiđe je za 18.66 godina. Precesija (solarna i lunarna) je periodična sa izvanredno dugim periodom od 25700 godina. Sekularne perturbacije su poremećaji kretanja Zemlje na njenoj putanji, sa izvanredno dugim periodom trajanja. Jedna perioda unutar koje nagib ekliptike prema ekvatoru, stalno opadajući, dostigne minimum, a potom, stalno rastući, dostigne maksimum, pa zatim ponovo opadajući dostigne početnu vrijednost traje oko 60000 godina. Tačka perihela, odmičući se godišnje u pravcu istoka čitavu ekliptiku obiđe za 113000 godina. Promjena ekscentriciteta148 Zemljine putanje je najduža od svih sekularnih perioda i traje 354800 godina. Ovom, svakako, treba dodati i činjenicu da se Zemlja u svojoj revoluciji nikada ne nalazi u apsolutno istom položaju u Kosmosu zbog kretanja Sunčeva sistema od Oriona, sazvježđa konvergencije, prema Herkulesu, sazvježđu divergencije zvijezda. Osim ovog kretanja postoji još i jedno veliko opšte kretanje galaktičkog sistema oko svog centra. To je opšta rotacija Galaktike čija rotaciona brzina iznosi 32000 svjetlosnih godina, a Sunčev sistem rotira oko centra Galaktike brzinom od 220 km/s. Suncu i njegovom sistemu potrebno je 230 miliona godina da napravi punu rotaciju oko centra Galaktike. Pored prinudnih kolebanja u geografskom omotaču postoje i autokolebanja (samokolebanja). Ona su karakteristična pojava za sisteme koji imaju najmanje dvije karike. Inercionim149 sistemima nazivaju se takvi objekti, koji pri višestrukim izmjenama dobijaju potpuno nov kvalitet, kao prelaznu formu. Inercionost je trenutačna pojava mjerljiva minutama, satima i danima. Što je duži inercioni proces to je objekat više inercion. Svi geografski objekti su inercioni. Uzajamnost inercionih sistema u geografskom omotaču može biti veoma čvrsta sa dugotrajnim procesima. Takvi su okean i kontinentalni led nastali pod uticajem spoljnih faktora. U toku pleistocena okean se sporo hladio na račun topljenja kontinentalnog leda. Zbog toga on do danas, održava hladnoću nakupljenu iz razdoblja pleistocena i danas se postupno zagrijava. Procesi nadiranja i povlačenja kontinentalnih lednika neprekidno traje već desetak hiljada godina. Ritmičnost prirodnih pojava ima veliku važnost u njihovom prognoziranju. Ako je pojava ponovljena u vremenu, te ako je ona utvrđena u prošlosti onda postoji velika vjerovatnoća njenog obnavljanja u budućnosti. Osnova prognoze razvića prirodne sredine je temeljno poznavanje njene prošlosti, a prošlost je ključ poznavanja budućnosti. Analiza poznate tendencije iz prošlosti omogućava predviđanje razvoja geosistema u budućnosti. Ima mnogo primjera prognoziranja osnovnih ritmova prirodnih pojava. Među najpoznatije spadaju: prognoza godišnjih meteoroloških uslova, izmjene riječnog doticaja i proticaja, razviće biljnih zajednica, 145
Precesija (lat. preacessio – prethođenje, kretanje naprijed), premještanje tačke proljetnog (ili jesenjeg) ekvinocijausljed laganog zakretanja pravca Zemljine ose, zbog čega se Sunce svakog dana vraća u tu tačku, čime ono završava svoje puno kretanje po ekliptici. 146 Nutacija – neveliko (do 9″) kolebanje ose Zemljinog obrtanja koje uglavnom nastaje usljed periodičnih izmjena položaja ravni Mjesečeve orbite i Zemljine teže prema Mjesecu. Period nutacije je oko 18.6 godina. 147 Apsidna linija, astron. linija koja spaja najbližu i najudaljeniju tačku na putanji nekog nebeskog tijela 148 Ekscentričan (srlat. excentricus, prema grč. ékkentros – izvan centra) 1. (dva kruga, dva točka) koji nemaju isti centar; ekscentričnost (isto i ekscentricitet) – ekscentričan položaj, odstupanje od centra. 149 Inercija (lat. inertia – nespretnost, tromost), 1. fiz. svojstvo tijela da ostane u stanju mirovanja ili pravolinijskog jednakog kretanja dok ne bude izloženo uticaju spoljne sile koja to stanje mijenja.
poljoprivrednih kultura i sl. Posebno uspješno se prognozira kretanje planeta, Sunca, te Sunčevih i Mjesečevih pomračenja. Česti ritmovi u kretanju nebeskih tijela omogućuju predviđanje njihovih uzajamnih položaja, čak i za stotinu godina unaprijed. Pri ovome, važno je napomenuti da su kretanja nebeskih tijela mahanička, a ne fizičkogeografska pojava ali se ritam mehaničkih kretanja svakako odražava na sveukupne prirodne pojave i procese. Čak i u dnevnom i godišnjem ritmu fizičkogeografske pojave mogu imati planetarno - astronomsku odliku. Tako, na primjer, noći nekada mogu biti toplije od dana. Ljeta mogu nekada imati mrazne dane, a zime tople dane. Ovakve pojave spadaju u domen dnevne i godišnje ritmike. Ona je povezana sa radijacionim faktorom i atmosferskom cirkulacijom te ima složenu i nedovoljno izraženu ritmiku. 3.2.5. Samoregulativnost geografskog omotača Važnu osobinu dinamike geografskog omotača predstavlja samoregulacija procesa i pojava. Zahvaljujući samoregulativnosti mnogi procesi u geografskom omotaču održavaju se i funkcionišu na ustaljenom nivou pa se time eliminišu veoma oštra kolebanja. Dostignuto stanje ravnoteže ima dinamičku formu. Primjer takve dinamičke ravnoteže predstavlja salinitet Svjetskog okeana, gdje je procentualno učešće soli nepromjenljivo i pored nejednakih padavina, isparavanja i riječnog doticanja sa kopna koji se odvijaju u vremenu i prostoru. Ovo nam ukazuje da je nemoguće mijenjati koncentraciju jednog komponentnog sistema bez izmjene ostalih komponenata. Geografski omotač je složen sistem zaštićen samoregulativnim funkcijama od nametnutih vanjskih faktora. U njemu postoji toplotna regulacija u interakciji Svjetskog okeana i atmosfere zbog čega je temperaturno kolebanje znatno manje nego na Mjesecu. Isto tako, naprimjer, količina kiseonika je nepromjenljiva zahvaljujući uravnoteženim procesima njegovog trošenja, pri oksidaciji i stvaranja fotosintezom. U mnogim slučajevima dinamička ravnoteža ima karakter trenutnog ili periodičnog kolebanja, povećanja i smanjenja, pri osnovnim fizičkogeografskim procesima u odnosu na srednja stanja. Takav karakter imaju procesi u uzajamnosti sistema na relaciji: Sunčeva radijacija – temperatura – isparavanje - oblačnost. Na račun Sunčeve radijacije površina Zemlje se zagrijava što pospješuje isparavanje. Isparena voda u vidu vodene pare u atmosferi obrazuje oblake. Oblaci djelimično ili u potpunosti, u zavisnosti od gustine i količine, zadržavaju Sunčevu radijaciju. Smanjenje Sunčeve radijacije na površini Zemlje uslovljava snižavanje temperature, a posljedica toga je i smanjenje isparavanja. Srazmjerno smanjenju intenzitetu isparavanja, smanjuje se oblačnost čime se ponovo povećava Sunčeva radijacija na površini Zemlje i time započinje novi ciklus. Prema tome, u uzajamnoj povezanosti samo četiri parametra odvijaju se grandiozni prirodni samoregulirajući procesi. U slučaju brzog povećanja temperature u odnosu na količinu vlage oblačnost se neće povećati. Povećanje oblačnosti može imati i drugačiji karakter nego što imaju spomenuta tri faktora. Destabiliziranje sistema vremenski je ograničeno. Oblačnost u ovakvom sistemu ima stabilizirajući uticaj tj. ulogu regulatora. Dejstvo takvog stabilizatora naziva se sistem suprotne veze, koji sprečava izmjenljivost parametara sistema. Ravnotežu u geografskom omotaču, kao dinamičkom sistemu, uslovljavaju neprekidni kompenzacioni procesi.
Slika 7. Automatsko regulisanje vodostanja po principu suprotne veze A – Jezero bez oticanja, vodostanje (1,2); Ravnoteža dodicanja i isparavanja B – Model bezoticajnog jezera izdijeljen na elemente koji utiču na njegov režim (Izvor: Gerenčuk K.I. et al., 1984)
15.
Slika 8. Smanjivanje površine jezerskog ogledala pri smanjivanju nivoa Kaspijskog jezera (1930 – 1970. god.). A – Sjeverni dio Kaspijskog jezera u 1930. godini. B – Isti dio jezera u 1970. godini (Izvor: Gerenčuk K.I. et al., 1984) Slik 51.
Ravnoteža okeanske i kontinentalne kore na astenosferi održava se zahvaljujući procesima kompenzacije. Tako, izdizanje magme iz Zemljine mantije u riftogenim150 (spreading) zonama, na jednoj strani, uslovljene su subduktivno151 – obduktivnim152 i spreading pokretima (zone kolizije153) geotektonskih ploča; na drugoj strani, pokretima Zemljine kore. Princip kompenzacije154 je očigledan na kopnu u regionalnim tektonskim parovima. Svaki tektonski par je regionalna cjelina – sistem, dva jednako velika prostranstvena geotekturna elementa, koji se međusobno drže u ravnoteži. Postoji čitav spektar kompenzacija u landšaftnoj sferi. Velike izmjene landšafta mogu biti posljedica prirodnih elementarnih nepogoda, koje su u vremenu i prostoru ograničene forme, ali i antropogenih uticaja promjenljivog intenziteta.
Slika 9. Kretanje litosfernih ploča pripada sporim samoregulacionim prirodnim kompenzacijama (Preuzeto: M. Spahić, 1999.)
150
Rift (engl.), ukupna linearna tektonska struktura Zemljine kore koja se proteže na dužini od nekoliko stotina ili hiljada kilometara, a u širini na desetine, rjeđe i stotine kilometara, nastala pri njenom horizontalnom istezanju koje obično protiče na fonu (temelju) prostranog uzvišenja u obliku svoda. Veoma veliki riftovi nazivaju se riftovskim pojasevima, zonama ili sistemima (npr. Istočnoafrički sistem rasjeda, bajkalski sistem riftova i dr.). 151 Subdukcija (lat. sub – pod, ispod i ductio – vođenje, provođenje), pomicanje litosfernih ploča okeanske kore i stijena spoljašnjeg omotača Zemljinog jezgra pod krajeve drugih ploča (saglasno predstavama nove globalne tektonike) . 152 Obdukcija; lat. obducerre – povesti na ili protiv; prevući, prekriti . 153 Kolizija (lat. collissio), sukob, sudar, borba, okršaj. 154 Kompenzacija (lat. compensatio, prema compensatus – izjednačen) 1. izravnanje, poravnanje, 2. neutralisanje uticaja nečega .
Vrijeme samoobnavljanja izmijenjenih landšafta je različito. Tako se priroda stepe obnovi u vremenu od 10 do 15 godina; klimatogeni tipovi šuma, na mjestu aktivnih tokova lave, za 500 – 700 godina; pedološki sloj debljine od 1 cm na krečnjaku u umjerenim zonama formira se u vremenu od 1000 godina. Princip kompenzacije omogućava duboko shvatanje mehanizma funkcionisanja geosistema u geografskom omotaču i predstavlja osnovni zadatak ukupne geografske nauke. Ovo ujedno znači temeljni doprinos u izučavanju životne sredine i uopšte obuhvata istraživanja životne sredine na lokalnom, regionalnom i globalnom planu. Proučavanja i shvatanja samoregulacionih procesa i prirodnih kompenzacija su od neprocjenljive važnosti. Samoobnavljanje prirodnih procesa omogućava svestranije sagledavanje granica do kojih se varijantna stanja antropogenog uticaja na životnu sredinu mogu samoregulacionim procesima svesti u stanje prirodne ravnoteže. Na osnovu ovih granica se utvrđuju parametri maksimalno dozvoljenih doza štetnih materija, koje se iz proizvodnog ciklusa mogu upustiti u životnu sredinu, a da pri tome nemaju štetno dejstvo.
4. METODE I METODOLOGIJA GEOEKOLOŠKIH ISTRAŽIVANJA Saznanje o stvarnosti životne sredine nije jednostavno i ne postiže se uvijek istim postupcima. Nekada se do saznanja dolazi posmatranjem i upoređivanjem. Danas pored ovih provjerenih postupaka, do saznanja dolazimo i logičkim rasuđivanjem i misaonim istraživanjem. Kada je u pitanju životna sredina javljaju se različite metode kojima nastojimo doći do željenih saznanja. U istraživanju kvaliteta životne sredine izdvajaju se metode istraživanja, metode objavljivanja rezultata istraživanja i metode ocjene stanja životne sredine. Ova posljednja grupa metoda je od naročitog značaja za sve vrste planiranja, posebno prostornog, koja se preduzimaju u geografskoj sredini. Istraživačke metode rezultat su napretka nauke, posebno metodologije. Istraživanje životne sredine zahtijeva uvođenje posebnih metoda, mada je pri tome neophodno koristiti opšte naučne metode iz razloga što je predmet istraživanja životne sredine neposredno okruženje i svi odnosi koji vladaju u čovječijem okruženju. Istraživanja našeg okruženja i stanja u njemu moraju biti, prije svega, objektivna kako bi se isključila subjektivna rasuđivanja. Rezultati do kojih dolazimo u istraživanju moraju biti precizno iskazani i sistematizovani tako da ih je moguće provjeriti, ne samo u istraživačkom postupku, već i kasnije od drugih istraživača, bez obzira na mjesto i vrijeme. Potrebno je da se svaka upotrebljena metoda mora oslanjati na prethodna znanja čime se obezbjeđuje kontinuitet istraživačkih rezultata. Istraživački rad mora biti praćen kritičkim stavom da bi rezultati istraživanja bili podvrgnuti brojnim provjerama. Iz sumnje nastaje istina pa se kao rezultat istraživačkog zahvata izdvaja samo ono što je sigurno, nesumnjivo i provjereno. Kako geoekološko istraživanje spada u domen novih nauka to se onda mogu očekivati diskontinuiteti i nedostatak kulminacije znanja. Međutim, kako ova naučna oblast tretira životnu sredinu koja je do sada već obimno istražena kroz brojne fundamentalne prirodne i društvene nauke, to onda s pravom kažemo da je kulminacija znanja o životnoj sredini ogromna uz nedostatak višeg nivoa sistematičnosti. Kako bi naučna istraživanja i izvođenje zaključaka o zakonima i zakonomjernostima u životnoj sredini bila svrsishodna moraju se zasnivati na principima gnoseologije155 i epistemologije.156 4.1. METODE ANALIZE I SINTEZE U GEOEKOLOGIJI Analiza i sinteza, formalno gledano, su suprostavljeni naučno-istraživački postupci ali njihova jedinstvenost ispoljava isti cilj saznanja. Suprotnost se ogleda u tome što analizom saznajemo dijelove cjeline a sintezom funkciju cjeline. Analiza predstavlja početak i ona je sredstvo istraživanja, a sinteza je zaključak i cilj istraživanja. Analiza i sinteza imaju zajednički objekat istraživanja, pa je i geografska (životna) sredina, takođe objekat istraživanja ovog jedinstvenog naučnog postupka. Analizom saznajemo karakteristike geokomponenata, a sintezom karakter njihovih veza i odnosa u životnoj sredini kao cjelovitom sistemu. Pored toga, sinteza nam otkriva određene zakone i zakonomjernosti konkretne životne sredine. Tako regionalizacija i regionalno prostorno planiranje spadaju domen analitičko - sintetičkog metoda iz razloga što izdvajanje geografskog 155
Gnoseologija (grč.gnōsis – znanje, saznanje i logia – znanje, logόs – riječ: drugi dio složenice sa značenjem – učenje, znanje, nauka), dio filozofije koji se bavi izvorima, oblicima i metodima saznanja; teorija saznanja . 156 Epistemologija (grč. epistēmē – znanje), filozof. nauka o spoznaji stvarnosti, teorija saznanja .
prostora na regije nije ništa drugo već analiza datog prostora. Da bi se neka regija mogla izdvojiti u zaseban oblik potrebno je sagledati njena svojstva kao cjeline, što se postiže integracijom znanja o geokomponentama i geokompleksima date regije. Sintetizujući faktor nekog od svojstava jedne geokomponente u sredini, na primjer su morfometrijski odnosi reljefa dok, u sintezu višeg ranga spada, na primjer, količina toplote, vlažnost, biljne zajednice i sl. Pomoću analize geokomponenata i sintetizujućih faktora postiže se kompleksna sinteza, što je najznačajniji metodski postupak u izučavanju životne sredine. 4.1.1. Vrste analitičkih i sintetičkih postupaka u ocjeni kvaliteta životne sredine Analiziranje geokomponenti unutar geosfera, njihovih uzajamnih odnosa i veza te pojava i procesa koji iz njih proizilaze, i njihovo sintetiziranje u oblike, pravila, zakone i zakonomjernosti ubrajaju se u osnovne metode istraživanja životne sredine. Naučna analiza podrazumijeva određeni istraživački postupak pri kojoj kompleksnu cjelinu posmatramo kroz njene komponente. Pri ovome, potrebno je istaći da se svaka dioba ne smatra analizom, kao što ni svaka analiza ne mora biti popraćena diobom. Upotreba metode analize u proučavanju životne sredine, koja je vezana za konkretan geografski prostor prodrazumijeva studiozno proučavanje geokomponenata unutar datog geosistema. Tako, naprimjer, pri prooučavanju datog landšafta potrebno je analizirati njegove geokomponente (geološki i pedološki sklop, reljef, klimu, hidrografski sistem, urbane i industrijske sisteme i biogeocenoze). U najznačajnije analitičke postupke ocjena kvaliteta životne sredine ubraja se analiza strukture, kauzalna, funkcionalna, genetička, komparativna, kvalitativna i eksperimentalna analiza. Analiza strukture omogućava izučavanje geokomponenata u sastavu životne sredine. Ovakav način istraživanja ukazuje na organizaciju životne sredine i istovremeno omogućuje spoznaju posljedica promjene njene strukture koja često nastaje i zbog antropogenih uticaja. Potrebno je napomenuti da analizu strukture treba razlikovati od analize sadržaja. Analiza strukture izučava raspored, veze i odnose unutar jedne i između više geokomponenata, dok analiza sadržaja ima zadatak samo da pokaže prisustvo pojedinih elemenata u datom sistemu. Kauzalna analiza je naučno – istraživački postupak kojim se otkrivaju uzročno-posljedični odnosi i veze među geokomponentama i geokompleksima. Ovaj postupak u sebe uključuje i vremensku distancu, što čini osnovu prognoziranja razvoja životne sredine. Funkcionalna analiza otkriva i utvrđuje zakonomjerne odnose i veze među geokomponentama, dok genetička analiza pokazuje uzroke pojedinih pojava u životnoj sredini. Ovaj istraživački postupak je veoma značajan iz razloga što omogućava planiranje i preduzimanje odgovarajućih postupaka i mjera za otkrivanje uzroka narušavanja kvaliteta životne sredine. Komparativna analiza omogućava da se poređenjem strukture, zakona i zakonomjernosti u datoj sredini otkrivaju funkcionalna i druga svojstva u drugoj sredini. Ova metoda omogućava istraživanje životne sredine pomoću modela i realne stvarnosti. Kvantitativna analiza je objektivni analitički postupak i podrazumijeva parametrizaciju mjerljivih elemanata u datoj sredini. Ovim naučno – istraživačkim postupkom se utvrđuje stepen razlika pojava, procesa, odnosa i veza unutar jedne i među više tipova životne sredine. Eksperimentalnom analizom saznajemo činjenice i stvarima i procesima koje se postupcima posmatranja i mjerenja ne mogu otkriti. Eksperimentalno analiziranje sistema sredine se obavlja
na različite načine, počevši od misaonog do analitičkog eksperimentisanja, kojim se, naprimjer, utvrđuje sastav vode ili zraka. Ova metoda iziskuje tehnička pomagala i može se obavljati na terenu i u laboratorijama. Sinteza je naučno – istraživački postupak spajanja dijelova sa svim njihovim svojstvima, u jedinstvenu cjelinu. Ona nam omogućava da kroz povezivanje elemenata, pojava i procesa saznamo sredinu kao univerzalnu cjelinu. U geoekologiji metod sinteze je jedan od osnovnih istraživačkih postupaka jer u osnovi životna sredina je sinteza prirodnogeografskih i društvenogeografskih činilaca. U naučno – istraživačkom pogledu sinteza može biti deskriptivna i eksperimenatlna, a po karakteru složenosti funkcionalna i kauzalna. Deskriptivna sinteza predstavlja sintetizovanje znanja po osnovu forme i spoljnih manifestacija tih činilaca, dok eksperimentalna sinteza objašnjava svojstva sredine na osnovu stanja i činilaca te sredine. Funkcionalna sinteza integriše istraživačka znanja na osnovu funkcije i funkcionisanja geokomponenata date sredine, a kauzalna sinteza objedinjava znanja o uzročno – posljedičnim vezama i odnosima u datom geosistemu. 4.2. STATISTIČKI METOD U GEOEKOLOGIJI Statistički metod je važna dopuna i sredstvo u postupku saznavanja životne sredine, od analize do sinteze. Ovaj metod uključuje kvantitativna istraživanja mnoštva pojava, mada nisu isključene ni kvalitativne ocjene, posebno onda kada se one svrstavaju u grupe. Egzaktnost ovog metoda osigurana je primjenom matematičkog zakona u istraživanju pojava i procesa u životnoj sredini. Statistički metod vezuje se za prostor a statistička analiza za vrijeme. Tako naprimjer, izvore i vrela možemo izučavati po slivovima, regijama, administrativnim i dr. prostornim cjelinama, dok analiziranje faktora ovih prirodnih pojava je periodizacija vremena, u smislu da li su oni periodični, stalni ili povremeni izvori i vrela. Statistički metod je univerzalan istraživački put i ima smisla samo u slučajevima kada se radi o velikom broju kvantitativnih pokazatelja. Statističko istraživanje životne sredine provodi se u nekoliko etapa i postupaka. U prvoj etapi prikupljaju se statističke informacije o pojavama i procesima koji se odvijaju u nekoj sredini. Planska registracija bitnih elemanata životne sredine naziva se statističko posmatranje. U prikupljanju statističkih podataka potrebno je izvršiti pripremu u koju spada utvrđivanje objekata ili predmeta i njihovih elemenata ili jedinki o kojima se prikupljaju podaci. Objekti ili predmeti prikupljanja podataka u životnoj sredini mogu biti sve žive i nežive jedinke nekog geokompleksa, na primjer vodotoci u nekom riječnom sistemu ili riječnoj mreži, individualna ležišta na određenom prostoru i dr. Elementi ili jedinke mogu biti dolina, izvor, rijeka, riječna terasa, drvo, tlo, svaki stanovnik, kuća i dr. Za pripremu prikupljanja podataka najčešće se koristi statistički obrazac. On sadrži spisak pitanja na koja treba dati odgovor ili kvantitativni podatak. Statističko istraživanje prema obimu zahvata može biti potpuno, a podrazumijeva prikupljanje podataka za sve jedinke u okviru planiranog skupa bez izuzetka, i nepotpuno kod kojeg se u razmatranja uvrštava samo određen broj jedinki, pojava i procesa. Prema vremenu prikupljanja podataka statističko istraživanje može biti neprekidno, periodično i po potrebi. Neprekidno prikupljanje podataka obavlja se sistemski i kontinuirano. U takva spadaju praćenje hidrometeoroloških elemenata ili podataka o temperaturi zraka, padavinama, zračnom
pritisku, vlažnosti zraka, vodostajima na rijekama, jezerima i sl. Periodično uzimanje podataka se odvija sezonski ili u odabranom periodu, kao, naprimjer, uzimanje podataka o visini snježnog pokrivača, leda na rijekama ili jezerima, poplavama i sl. Uzimanje podataka po potrebi praktikuje se u slučajevima kada se za to ukaže potreba ili kada postoje indicije postojanja neke pojave. Ovaj postupak se primjenjuje kada se, naprimjer, želi saznati zagađenost vazduha i to onda kada postoji neki indikator da je vazduh zagađen, ili mjerenje proticaja na rijekama, kada se iz bilo kojih razloga, promijeni morfologija poprečnog profila korita. U drugoj etapi statističkog istraživanja prikupljeni podaci se razvrstavaju i grupišu. Razvrstavanje podataka je složen postupak i podrazumijeva formiranje sistema pokazatelja koji definišu istraživani skup. Grupisanje je postupak raščlanjivanja mnoštva podataka na istovrsne elemente i formiranje grupa prema odgovarajućim ili suštinskim obilježjima. Ona mogu biti kvantitativna zasnovana na brojnim pokazateljima i kvalitativna izražena svojstvom date pojave. U kvantitativno grupisanje spada, na primjer, podjela planina prema morfometrijskim obilježjima na niske, srednje i visoke, dok kvalitativno njihovo svrstavanje se zasniva na morfografsko – morfogenetskim obilježjima u bila, horstove, gromadne i druge grupe planina. U okviru statističkog grupisanja razlikujemo tipološko, strukturno, analitičko i kombinovano grupisanje. Tipološko grupisanje podrazumijeva klasifikaciju određenog skupa pojava i njihovo izdvajanje na grupe, tipove, klase, vrste i sl. Kod ovog grupisanja, pored kvantiteta kao osnovnog obilježja, potrebno je ustanoviti intervale grupa. Intervali tipološke klasifikacije moraju se zasnivati na takvim kvantitativnim granicama na osnovu kojih je moguća njihova podjela. Tako na primjer, na osnovu srednjih temperatura zraka i količine padavina u datom intervalu moguće je izvršiti tipizaciju klime datog područja. Strukturno grupisanje je postupak kvalitativnog raščlanjenja jednorodnog skupa pojava na strukturne grupe. Tako, na primjer, moguće je iskazati nivo koncentracije zagađivača u nekoj sredini ekvivalentom smanjenju šumskih požara. Analitičko grupisanje omogućuje da se na osnovu uzročno – posljedičnih veza ustanove obilježja date sredine. Pomoću analitičkog grupisanja moguće je, posredno, na osnovu emisije plinova iz fabričkih dimnjaka utvrditi kvalitet upotrijebljene energije i vrstu industrijske proizvodnje. Kombinovano grupisanje vrši se na osnovu dva ili više obilježja. Ovo predstavlja sistem klasifikacija koji omogućuje da se izrazi slika datog skupa pojava u cjelini. Treća etapa podrazumijeva analizu i uopćavanje statističkih činjenica o pojavama i procesima u životnoj sredini. Rezultati analize se, najčešće, prezentiraju u obliku teksta koji je popraćen grafičkim, kartografskim i drugim ilustracijama i tabelama.
4.3. KLASIFIKACIJA KAO METOD U ISTRAŽIVANJU ŽIVOTNE SREDINE Pod klasifikacijom podrazumijevamo istraživački postupak kojim se neki opšti stav ili pojam, po utvrđenom principu, dijeli na sastavne dijelove ili činioce. Ona je preduvijet naučno – istraživačke analize. Klasifikacija u životnoj sredini može se provoditi radi ostvarivanja više ciljeva. Elemente životne sredine možemo klasificirati s obzirom na njihov prostorni razmještaj i na njihova obilježja. Tako naprimjer, klimu možemo klasifikovat po prostornom razmještaju na tropsku,
suptropsku, umjerenu itd., ili po termičkim svojstvima na toplu, umjerenu i hladnu, a po vlažnosti na aridnu, humidnu i prelaznu. Ukoliko se elementi klasificiraju po vertikali onda takav postupak nazivamo taksonomija. Ona predstavlja višestepenu klasifikaciju bilo da se radi o kvantitativnim ili kvalitativnim pokazateljima. Postupak svrstavanja elemenata u određene grupe, a prema nekom zadatom obilježju naziva se tipizacija. Zadata obilježja zavise od namjene istraživanja. Jedna vrsta klasifikacije za neku namjenu može biti od primarnog, a za drugu od sekundarnog značaja. Tako, na primjer, koeficijent oticanja padavina je manje značajna za klasifikaciju neke regije ali je primarno u potamološkim razmatranjima. Klasifikacija olakšava posebno geografska istraživanja jer se ovim metodom utvrđuju veze pripadnosti i sličnosti među pojedinim procesima i pojavama u datoj sredini. Ovaj metod predstavlja osnovu svakog granskog, regionalnog i tipološkog rejoniranja i kartiranja. Jedno od osnovnih svojstava klasifikacije je preglednost, kojom se izražava klasifikacioni postupak. Preglednost klasifikovanja najbolje je izražena klasifikacionom rešetkom. Ona predstavlja vid tabele u kojoj se klasifikovanje obavlja po vetrikali i horizontali. Po vertikali se najprije izdvajaju velike grupe po primarnim obilježjima, a potom na osnovu sekundarnih i tercijarnih obilježja na podgrupe. Vertikalnoj podjeli koja je predstavljena kolonama daju se obilježja po drugom osnovu u kojem također postoji uređen sistem. Tako se u klasifikacionoj rešetki po horizontali može vršiti klasifikacija po prostornim, a po vertikali po vremenskim obilježjima. U klasifikacionim rešetkama umjesto opisanog imenovanja, na primjer, morfoloških i klimatskih tipova mogu se unositi i brojne vrijednosti. Na ovaj način dobija se kvantitativna klasifikaciona rešetka u kojoj se, na primjer, reljef može iskazati kroz apsolutne visine, a klima kroz vrijednost temperature, padavina ili vlažnosti. Klasifikaciona rešetka može biti jednostrana, dvostrana ili višestrana. U dvostranoj pravougaonoj rešetki na apscisi iskazujemo jedno, a na ordinati drugo obilježje sredine. Variogrami157 kao i rešetke mogu biti različito konstruisani a na njima je moguće iskazati više obilježja jedne strane. Variogram je definisan izrazom:
2 (h) 1 / n z ( i ) z ( xi h)
2
gdje su: 2 (h) - variogram , n – broj parova podataka uspoređenih na udaljenosti h, z( i ) - vrijednost varijable na lokaciji i , z(xi + h) vrijednost varijable na lokaciji udaljenoj za h od početne lokacije xi .
Skup svih parova podataka na istoj udaljenosti (h) naziva se klasa. Spajanjem vrijednosti za svaku klasu dobija se kriva eksperimentalnog variograma, na kojoj se mogu vidjeti četiri parametra: odstupanje (C0 – predstavlja slučajnu komponentu posmatrane varijable, odnosno pojavu kada variogramska kriva sječe osu Y u nekoj pozitivnoj vrijednosti (C0), prag (odgovara vrijednosti varijanse), nivo/rang (udaljenost – h, na kojoj variogramska kriva prvi put presjeca 157
Variogram je jedan od osnovnih geostatističkih alata. Koristi se za određivanje ponašanja odabrane varijable (promjenljive veličine) u prostoru, odnosno definisanje prostorne zavisnosti.
prag, a nakon čega ne postoji prostorna zavisnost podataka) i udaljenost (vrijednost na kojoj se međusobno upoređuju podaci u odabranom smjeru variograma; svaka udaljenost čini jednu klasu). 4.4. METOD NEPOSREDNOG POSMATRANJA SREDINE Neposredno posmatranje pojava i procesa u životnoj sredini je takav naučno - istraživački metod u kome nije dozvoljeno učestvovanje posmatrača u objektu istraživanja. Ovo je jedan od najstarijih istraživačkim metoda, kako u prirodnim, tako i u društvenim naukama. Pri ovome, potrebno je napomenuti da svako posmatranje ne mora biti naučno posmatranje. Naučno posmatranje, kao oblik spoznajnog procesa, je organizovano, plansko i metodsko izvođenje opažanja u cilju otkrivanja naučnih činjenica ili provjeravanje naučnih hipoteza. Organizacija posmatranja podrazumijeva planiranje i predviđanje svih uslova i ciljeva što se posmatranjem želi ostvariti. Ono mora biti egzaktno, precizno i izvedeno veoma pažljivo. U naučno posmatranje uključuju se i odgovarajući planski postupci i mjerenja. Mjerenje može biti u smislu kvantitativnog određenja intenziteta pojave, dimenzije objekata, vremenske distance itd. U ovakva posmatranja spadaju, na primjer, meteorološka osmatranja, osmatranje vodostaja i sl. Osmatranja se primjenjuju za dinamičke promjenjive pojave i ona su, najčešće, stacionarnog terenskog karaktera. Posmatranja mogu biti jednokratna kada se istražuju svojstva nekog elementa u određenom momentu i dugotrajna kada se na određenim stacionarima prati dinamika neke pojave kontinuirano. Pri izvođenju terenskog istraživačkog posmatranja neophodno je uočiti pojedine veze među geokomponentama i odnose u procesima date sredine. Pored toga, potrebno je utvrditi kauzalnost i hijerarhiju odnosa i veza procesa u datoj sredini. 4.5. TELEDETEKCIONE METODE U ISTRAŽIVANJU ŽIVOTNE SREDINE Osnovni izvor informacija o životnoj sredini su naša čula. Ona imaju svoj obim funkcionisanja i registrovanja određenih promjena u sredini. Za praćenje obimnih informacija konstruisani su mnogobrojni aparati i instrumenti koji imaju ulogu daljinskog određivanja svojstava sredine. Oni su u mogućnosti registrovati zrake i talase iz postojećih elektromagnetnih spektara. Daljinska ili teledikciona istraživanja geografskog prostora mogu biti aktivna i pasivna. Aktivan način teledetekcije zasniva se na odbojnom elektromagnetnom zračenju površine Zemlje, dok pasivni način teledetekcije koristi stalne elektromagnetne talase Sunca. Tipičan primjer aktivnog postupka je primjena radara, a kod pasivnog aerofotografija. Aerofotografija je najprimjenljivija metoda teledetekcije i podrazumijeva snimanje i interpretaciju snimaka Zemljine površine sa velikih odstojanja. Snimanje se obavlja iz letilica kao što su avioni, baloni, sateliti i sl. Zavisno od upotrebe letilice, mi snimke dijelimo na avionske i satelitske. Oni se međusobno razlikuju po razmjeri, detaljnosti, obuhvatu teritorije i sl. Aerofotosnimci omogućuju stereoskopsko posmatranje i mjerenje treće dimenzije. Aerofotointerpretacija pojava i procesa u životnoj sredini je veoma raširena naučna metoda. Njom se brže, jednostavnije, jeftinije i mnogo tačnije mogu istražiti elementi sredine. U teledetekcionim metodama istraživanja sredine koriste se infracrvena zračenja koja pokazuju slična fotosvojstva vidljivom dijelu spektra. Infracrvene fotografije mogu se dobijati, kako u dnevnim, tako i u noćnim uslovima snimanja. Fotografije dobivene infracrvenim
spektrom nalaze primjenu, pored ostalog, u glaciologiji, vulkanologiji, strukturnoj geologiji i sl. Veliki šumski landšafti u Kanadi, Brazilu i Rusiji kontrolišu se iz aviona i satelita. Ove namjenske letilice pored kontrole požara, koriste se za istraživanja šumskih bolesti, stradanja šuma od aerozagađenja i sl. Infracrvene fotografije veliku primjenu imaju i u proučavanju sistema okeanskih struja, riječnih nanosa koje rijeke unose u mora, za registraciju podzemnih voda i sl. Radarske slike, također, nalaze široku primjenu u istraživanju elemenata životne sredine, a najviše u tematskom kartiranju i istraživanju geoloških svojstava geografskog prostora. Fotoradarska interpretacija nalazi i široku primjenu i hidrografskim i geomorfološkim istraživanjima životne sredine. Ona omogućuju istraživanje melioracionih radova, snježnog pokrivača, debljine i svojstava leda i sl. 4.6. METODA EKSPERIMENTA U ISTRAŽIVANJU ŽIVOTNE SREDINE Eksperimentalna metoda ima široku primjenu u mnogim naučnim oblastima, pa tako i u geoekologiji. Osnovna razlika između eksperimenta i svih vrsta posmatranja je u tome što se kod eksperimenta istraživač aktivno ukuljučuje u sredinu koju istražuje. Tako, naprimjer, ako istraživač prati populaciju neke vrste u određenom landšaftu onda je to posmatranje, a ako uništi neke prisutne ili unese neke nove vrste ili primjerke populacije u cilju istraživanja promjena i uticaja na sredinu to je onda eksperimentalno istraživanje. Eksperiment služi za otkrivanje i ispitivanje određenih odnosa i veza unutar jedne i među više geokomponenata. Njegov najveći doprinos je u utvrđivanju zakonitosti i zakonomjernosti koji vladaju u životnoj sredini. Eksperimentom se može utvrditi geneza i evolucija neke pojave te njen uticaj na kvalitet sredine. Prema mjestu izvođenja istraživački eksperimenti mogu biti terenski, laboratorijski i kombinovani ili kompleksni. Pod terenskim eksperimentom se podrazumijeva eksperiment u realnim uslovima u kojem je objekt životna sredina u izbornom periodu vremena. Eksperimentom u realnim uslovima moguće je pratiti tok prirodnih procesa nakon određenih antropogenih zahvata. Eksperimentisanje u realnim uslovima izvodi se na oglednim parcelama ili istraživačkim poligonima. Kao i kod drugih eksperimenata i kod ovog se određuju kvantitativna svojstva ili procesi koji su obuhvaćeni eksperimentom. Laboratorijski eksperiment se izvodi u vještački stvorenim uslovima. Ovaj eksperiment se može primijeniti na gotovo svim elementima životne sredine. Laboratorijskim eksperimentom se, na primjer, može istraživati brzina širenja polutanata u zraku ili vodi, odrediti brzina i redosljed sedimentacije čvrstih polutanata u vodi, uticaj promjene vlažnosti zraka na svojstva polutanata i sl. U laboratorijskim eksperimentima mogu poslužiti i fizički modeli u kome se simuliraju prirodni procesi, kao na primjer padavine, promjene temperature, vlažnosti zraka i sl. Kombinovani ili kompleksni eksperimenti se preduzimaju na ukupna svojstva životne sredine i mogu se izvoditi bez preciznih mjerenja. I oni se obavljaju u realnim uslovima. Razlikuju se od terenskih eksperimenata po kompleksnom istraživanju pojava i procesa date sredine. Primjer takvog eksperimenta je praćenje promjena sredine usljed izgradnje novog urbanog ili drugog tehnogenog sistema.
4.7. METODE OCJENE I VALORIZACIJE ŽIVOTNE SREDINE Valorizacija životne sredine je od posebnog značaja, kako za utvrđivanje optimalne namjene određenih teritorija, tako i radi preduzimanja odgovarajućih mjera i postupaka za sanaciju, poboljšanje i uređenje tih teritorija. Vrednovanje životne sredine spada u domen prostornog planiranja, pa i izbor ocjenjivačkih postupaka zavisi od namjene valorizacije i veličine teritorije. Valorizacija može biti kompleksna, komponentna ili granska i elementarna. Kompleksna valorizacija životne sredine obuhvata ocjenu i upoređivanje svih elemenata, odnosa i veza određenog geokompleksa pri čemu se sve geokomponente, procesi i pojave tretiraju u potpunom obliku. Ovakve ocjene se preduzimaju kod prethodnih istraživanja za potrebe prostornog planiranja. Kompleksna valorizacija podjednako tretira sve elemente prirodne sredine. Granska ili komponentna valorizacija podrazumijeva obradu samo onih elemenata koji su neophodni i koji su u funkciji neke privredne djelatnosti. Elementarna valorizacija obuhvata istraživanje i ocjenu samo jednog elementa životne sredine. Ona je obično vezana za namjenske planove. Tako, naprimjer, za potrebe zimskih sportova od meteoroloških pojava istražujemo visinu snijega i dužinu njegovog trajanja, a od morfoloških i morfometrijskih osobina nagibe padina i njihove dužine. Valorizacija životne sredine može biti kvalitativna i kvantitativna. Kvalitativna valorizacija podrazumijeva ocjenu svojstava geokomponenti ili geokompleksa, dok se kvantitativnom valorizacijom obuhvata ocjena količina ili dimenzija tih komponenata. Kvantitativna i kvalitativna poređenja se primjenjuju kod regionalizacije geografskog prostora 4.7.1. Regionalizacija geografskog prostora i valorizacija životne sredine U geografskom prostranstvu evidentne su međusobne razlike, pa je u cilju valorizacije neophodno izvršiti njegovu podjelu na cjeline ili geografske regije. Regionalizacija geografskog prostranstva može biti različita što zavisi od njegove veličine koja se uzima kao osnovna. Za potrebe prostornog planiranja od najveće važnosti su mikroregionalizacije, dok u fundamentalnim istraživanjima životne sredine češće upotrebljavamo globalnu i makroregionalizaciju. Kod izdvajanja regionalnih cjelina moraju biti zadovoljeni brojni uslovi i poštovani određeni principi. Regija mora odražavati teritorijalni integritet koji proističe iz karaktera individualnosti strukture i neponovljivosti svake od regionalnih jedinica. Pored toga, svaka regija mora predstavljati genetsku jednorodnost. Da bi se zadovoljio ovaj uslov neophodno je spoznati njen paleogeografski razvoj, ekonomsku namjenu i savremeni izgled. Jedan od najvažnijih principa koji se primjenjuje kod regionalizacije sredine je kompleksna tipičnost koja podrazumijeva istorodnost svih elemenata koji grade cjeloviti prostor. Kompleksnost ne znači samo izučavanje elementarnih činjenica već i analizu i stepen povezanosti svih elemenata koji izražavaju osobenost jednog geokompleksa. U kompleksnom izdvajanju geografskih cjelina primjenjuje se postupak posebne regionalizacije. On podrazumijeva analitičko regioanlisanje u kojem se izdvajaju i kartiraju kvantitativna i kvalitativna svojstva svake geokomponente datog prostora. Ovako analitičko kartiranje naziva se tipološko, a analitička karta oleatom158 datog elementa. One se rade posebno 158
Oleat (nlat. oleatum od oleum – ulje), list providnog papira ili folije sa slikom koja se stavlja preko karte, snimka i sl.
i svaki element definiše određenu geokomponentu. Tako, na primjer, klimu određene teritorije definišu temperatura zraka, padavine, vlažnost itd., pa se stoga svaki klimatski element posebno kartira. U sljedećem postupku vrši se preklapanje oleata kartirane teritorije. Od stepena uzajamne povezanosti među geokomponentama, te pojavama i procesima koji proističu iz tih uzajamnosti određuju se granice regije. Tako, na primjer, geološki sastav i tektonski sklop utiču na morfologiju i tlo, ovi na hidrografska svojstva i vegetaciju, a svi zajedno na namjenu prostora. Na ovaj način formira se kompleksna cjelina. Nekad se za izdvajanje granica regije primjenjuje vodeći faktor. U regionalizaciji vodeći faktor je onaj koji je podložan manjim promjenama kao što je geološko – geomorfološki, rjeđe hidroklimatski, a gotovo nikad pedo-biogeni faktor. U posljednje vrijeme se za granice pojedinih regija nastoji uvesti antropogeni faktor gdje se pojedine geografske cjeline izdvajaju i nose naziv ekonomski najrazvijenijeg centra ili nodusa. Ovaj tip regionalizacije naziva se nodalnofunkcionalni koji u oblasti valorizacije životne sredine nema većeg značaja. Geografske granice kod regionalizacije ne predstavljaju apsolutne linije ili pojaseve. S obzirom da se geografskim granicama raščlanjuje geografsko prostranstvo, koje je dio geografskog kontinuuma, to one nisu zatvorene i nemaju apsolutni karakter, kroz njih se razmjenjuju geografski procesi i pojave. Sve geografske granice su uslovne i nalaze se u geografskom kontinuumu. 4.7.2. Metod kvalitativne valorizacije sredine Kvalitativna valorizacija ili ocjena date sredine je postupak donošenja zaključaka da li i u kome stepenu ta sredina ili neka njena geokomponenta odgovara određenoj namjeni. Za razliku od drugih stručnih profila geograf ravnopravno tretira sve elemente sredine i daje njenu kompleksnu kvalitativnu ocjenu. Kvalitativna valorizacija sredine podrazumijeva ocjenu njenog položaja tj. lokacioni faktor i svojstva date sredine ili atributivni faktor. Geografski položaj je veoma važna odrednica za vrednovanje pojedinih dijelova sredine. Pri ovome, potrebno je imati u vidu relativnost lokacionog faktora. Ovo se prvenstveno odnosi na vrednovanje položaja sredine za različite namjene. Tako, na primjer, kad je riječ o vrijednosti šumskog kompleksa za zdravlje onda će se ona iskazati ocjenom visoke vrijednosti, dok će močvara pored šume biti ocjenjena kao nepovoljna sredina za ljudsko zdravlje. Lokacioni faktor ima veliku važnost u funcionalnoj ocjeni date sredine. Tako će neka urbana cjelina biti različito vrednovana ako je u pitanju trgovačka ili kulturno-obrazovna funkcija.Veću vrijednost za ovu namjenu imaju urbane površine koje su bliže centru. Međutim, ako je u pitanju ocjena za potrebe rekreacije tada će naprijed iskazane vrijednosti biti obrnuto iskazane. Lokaciono vrednovanje zavisi i od dostupnosti datog geografskog prostora. Tako će istovjetne površine po geološkoj građi, reljefu, vegetaciji i hidroklimatskim svojstvima biti različito tretirane na Igmanu, Bjelašnici ili Jahorini, gdje je razvijen zimski turizam, od sličnih ili istovjetnih prostora na Treskavici ili Visočici. U važan lokacioni faktor spada i funkcionalni položaj. Tako površine koje su bliže moru, jezeru, objektima zimskog turizma ili sportskorekreativnog značenja su vrednije u odnosu na one koje su udaljenije od spomenutih funkcionalnih namjera. Među najznačajnije odrednice valorizacije životne sredine spada atributivni faktor. Na osnovu njega uočavamo kvalitativne razlike pojedinih cjelina u datoj geografskoj regiji. Atributivna svojstva mogu biti vezana za elemente fizičkogeografske ili elemente
društvenogeografske sredine. Skup svih svojstava definiše datu sredinu kao povoljnu, nepovoljnu ili nemoguću za ljudske aktivnosti. Atributivna svojstva određenog prostora pokazat ćemo kroz ilustraciju poljoprivredne valorizacije metodom tipološkog preklapanja bitnih valorizovanih faktora. U najznačajnije valorizovane faktore koji određuju pojloprivrednu namjenu su: morfologija terena iskazana nagibom padina, hidrografska svojstva određena površinskom riječnom mrežom i dubinom podzemne izdani, topoklimom koju prvenstveno definiše ekspozicija i bonitet kojeg određuje sastav i struktura tla. Prije pristupanja valorizaciji potrebno je na osnovu prethodnih opservacija određeni prostor podijeliti, s obzirom na neki vodeći faktor, na nekoliko cjelina. U našem slučaju, riječ je o šest različitih cjelina koje su valorizovane kvalitetom osnovnih prirodnih faktora. Nakon istraživanja koja se provode po istim odrednicama za sve navedene cjeline dajemo osnovne kvalitativno-kvantitativne karakteristike za svaki valorizovani faktor.
Slika 10 . Kvalitativno – kvantitativna diferencijacija u valorizaciji životne sredine (Preuzeto: M. Spahić, 1999.)
U morfografsko- morfometrijskom pogledu cjeline 1, 2 i 3 su gotovo ravne pa je na njima erozivni proces sveden na minimum. One pružaju povoljne uvjete za mehaničku obradu. Za razliku od ovih cjelina, cjelina 4 ima povećan nagib pa je na njoj prisutan proces mehaničkog raspadanja i povećana selektivna erozija. Cjelina 5 ima znatne nagibe padina na kojima su, pored kore raspadanja vidljivi intenzivni procesi površinskog spiranja i jaružanja. Slična ovoj je cjelina 6 predstavljena padinama sa intenzivnim denudacionim procesima. Cjelina 7 je pod vodom pa je po svim aspektima nemoguća za obradu. Topoklima se različito odražava na poljoprivrednu produktivnost u spomenutim cjelinama. Razlike su posljedica morfoloških svojstava i ekspozicije. Od svih prikazanih cjelina jedino, sjevernom ekspozicijom, cjelina 6 ima nepovoljne topoklimatske uvjete. Hidrografska svojstva određena dubinom izdani i hidrološkom propustljivosti tla, su veoma bitna za razvoj poljoprivrede.
Cjelina 1, u konkretnom slučaju, ima nepovoljna hidrografska svojstva koja se očituju niskim hipsometrijskim položajem, dosta tankim pedološkim slojem i plitkim izdanskim vodama koje u vrijeme povodnja izviru na površinu i tako plave. Sličnih hidrografskih osobina je i cjelina 2. Za razliku od ovih, cjelina 3 zbog moćnog pedološkog pokrova i viših hipsometrijskih nivoa na kojima se nalazi ima povoljan hidrografski režim. Cjeline 5 i 6 imaju slične hidrografske osobenosti. Međutim, zbog različitog petrografskog sastava površinske vode na cjelini 5 izazivaju intenzivno jaružanje. Pedološki pokrov u datim cjelinama je nastao kao posljedica litoloških, morfoloških, hidrografskih, topoklimatskih i vegetacijskih uvjeta. Pošto se u najnižim etažama ove morfološke datosti označena kao cjelina 1 stvaraju glinovita tla koja su dosta plodna, ali zgog plitke izadni javljaju se zaslanjivanja onda se ova cjelina označava uvjetno povoljnom. Cjeline 2, 4, 5, i 6 imaju skeletna tla i označavaju se kao veoma slabe za razvoj poljoprivrede. Cjelinu 3 prekrivaju plodna tla pa se označava kao vrlo povoljna za razvoj poljoprivrede. Ovako provedena valorizaciona ocjena po pojedinim cjelinama kompleksno je predočena u Tabeli 4. Tabela 4. Kvalitativna ocjena prirodne sredine prema shemi Cjelina
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Morfologija povoljna malo nepovoljna
Topoklima povoljna povoljna
Hidrografija nepovoljna uslovno povoljna dosta povoljna povoljna nepovoljna nepovoljna
Tlo - ocjena veoma slabo slabo
veoma povoljna povoljna veoma dobra malo povoljna povoljna vrlo slaba dosta nepovoljna povoljna vrlo slaba veoma veoma veoma slabo nepovoljna nepovoljna Cjelina 7 je stalno pod vodom pa je nemoguće valorizovati za ovu namjenu
Izvedena ocjena nepovoljna uslovno povoljna veoma povoljna dosta nepovoljna nepovoljna veoma nepovoljna
4.8. GEOEKOLOŠKE PROGNOZE ŽIVOTNE SREDINE Geografska prognoza ima prvorazredan značaj u prilagođavanju, očuvanju i korištenju prirodne sredine, i samo onoliko koliko to ona dozvoljava bez posljedica narušavanja fukcionisanja njenih osnovnih geosistema. Prognoze u geografiji su vrlo složen postupak, ne samo zbog složenih komponenti odjeljaka geosistema, nego i odsustva razrađene metodologije istraživanja. Geoekološke prognoze provode se kroz programska, dijagnostička i prognostička izučavanja date životne sredine. Geografskim prognozama se rješavaju principijelna pitanja plana istraživanja radi podobnijeg upoznavanja funkcionisanja opštih, posebih i pojedinačnih komponenata geosistema a što sve zavisi od cilja prognoze. Posebno treba odgovoriti na pitanja: šta je cilj prognoza, šta se rješava i u koje svrhe služi? Ako se ciljem prognoze određuju moguće promjene prirodne sredine kao posljedica antropogenog uticaja, onda je prognozerski program potrebno provesti kroz tri faze. U prvoj fazi odvija se naučna spoznaja zakonomjernog razvića i funkcionisanja prirodne sredine, općih geosistema, geosfera i geokomponenti. Praćenje fukncionisanja elemenata prirodne sredine podrazumijeva primjenu raširene mreže stacionara tj. monitoringa prirodnih elemenata, pojava i procesa.
U drugoj fazi vrši se prikupljanje naučnih informacija o stepenu moguće izmjenjivosti prirodnih sistema u fazi antropogenih dejstava. Dijagnostička etapa prognoziranja životne sredine bazira se na uzročno - posljedičnim vezama razvitka prirodne i društvene sredine. Što je veći broj korištenih metoda u sagledavanju uzajamnih odnosa među brojnim faktorima, to postoji veća mogućnost otkrivanja simptoma koji negativno utiču na funkcionisanje geosistema. U izboru kriterija potrebno je osigurati korištenje provjerenih uzoraka u prognostičkim ekstrapolacijama. Treća faza podrazumijeva praćenje uzajamnih veza i odnosa među prirodno - teritorijalnim, i tehnogenim geokompleksima. Istovremeno s planom istraživanja vrši se selekcija datih pojava i procesa uz primjenu prognostičkih naučno-istraživačkih metoda. Korištene naučno - istraživačke metode moraju biti zasnovane na opštenaučnom i cjelovito - sistemskom principu. Program prognoziranja životne sredine određuje se na osnovu dvije glavne prognostičke etape. Prva etapa obuhvata sagledavanje neprekidnosti i razvojnosti prirodnih elemenata, pojava i procesa u savremenoj životnoj sredini, dok druga etapa podrazumijeva istraživanje produktivnosti životne sredine u malim i velikim geografskim kružnim tokovima. U antropogenom periodu razvoja Zemlje najstabilniji sastavni dijelovi prirodne sredine su oni na koje čovjek nije, niti može uticati. U takve, prvenstveno, spadaju spoljni faktori razvoja prirodne sredine kao što su: tektonsko - vulkanski, u cjelosti, i djelimično klimatski procesi. Čak i najintenzivniji proizvodni ljudski rad ne može uticati na telurske159 procese, kao i na osnovnu klimatsku zonalnu shemu Zemljine površine. Ovo su svojevrsno planetarne konstante koje ne podliježu razvoju landšafta. Prihvatajući naznačene konstante pristupa se prognoziranju savremenih tendencija životne sredine u fazi intenzivnog antropopresinga. Ova početna istraživanja se oslanjaju na faktore dinamičkog razvoja, a potom na postojane i slabo izmjenjive konzervativne faktore. Stihijski prirodni procesi, odnosno geoelementarne nepogode kao: vulkanske erupcije, zemljotresi, uragani, suše, poplave i sl., su nepredvidive pojave koje nastaju kao posljedica periodičnih neravnoteža prirodnih sistema. U razvoju stabilnih prirodnih tendencija važno je ustanoviti ritmove, cikluse, periode i etape; dok je za varijabilne faktore potrebno precizirati vjerovatnoću pojava i procesa u vremenu i prostoru. U određivanju istorijske tendencije razvoja životne sredine koristi se paleogeografski metod i djelimično metod vremenskih odjeljaka (distanci). Ovaj metod je primjenjiv u istraživanju prostranstveno - vremenskog razvoja geokomponenti prirodne sredine. Pri tome može se rekonstruisati više vremenskih odjeljaka razvoja pojedinačnih geokomponenti unutar cjelovitog sistema. Metod vremenskih odjeljaka pruža hronološku sliku kvantitativno - kvalitativnih i uzročno - posljedičnih geokomponentnih izmjena životne sredine. U odsustvu pouzdanih podataka paleogeografskog razvitka nekih geokomponenata za određene vremenske odjeljke moguće ih je adekvatno supstituisati landšaftno - genetskim analizama, odnosno analizama morfološke strukture landšafta. One daju dovoljno pouzdane podatke o periodičnim, cikličnim i ritmičkim izmjenama i ponavljanjima razvoja geokomponenti u prostoru i vremenu.
159
Telurizam (lat. tellus – Zemlja, građa zemlje), 1. prirodna snaga Zemlje, sistem opšteg uređenja Zemlje, 2. zemaljski magnetizam
U najpouzdanije opšte prognostičke metode, u pravilu, ubrajaju se metode ekstrapolacije160 i interpolacije.161 Ekstrapolacija, u dovoljnoj mjeri, odgovara na pitanja: Kakvog karaktera će biti posljedice u predstojećoj planiranoj izmjeni prirodne sredine? Kakav će biti sastav sredine u određenim vremenskim intervalima i slično? Ekstrapolacija je karakteristična za razvoj prirodnih sistema i obično ima progresivno razvojni karakter. Učešće antropogenog faktora u ocjeni stanja životne sredine značajno usložnjava proces ekstrapolacije. Kompleksno sagledavanje funkcionisanja prirodne sredine isključuje jednoznačnu prostornu prognozu. Tako, na primjer, stepen narušenosti kvaliteta životne sredine zavisi od tehnoloških rješenja prečišćavanja industrijskih producenata i lokalnih prirodnogeografskih karakteristika. Očekivana zagađenja životne sredine mogu se svesti na biološki podnošljive uslove ukoliko industrijska produkcija polutanata ne prevazilazi kapacitet prirodne samoregulacije. U svim ovim slučajevima potrebno je poznavati funkcionisanje prirodne sredine radi potpunog sagledavanja kapaciteta prirodne sredine, da bi antropogene prirodne izmjene bile svedene u okvire mogućih prirodnih samoregulacionih procesa. U svakom konkretnom slučaju potrebno je znati prirodni kapacitet, odnosno maksimalno dozvoljene koncentracije polutanata koje dotična sredina može izdržati u samoregulacionim nivoima. Prostranstveno - vremenska interpolacija koja se primjenjuje u geografiji, od samog njenog osnutka, zasnovana je na kartografskim interpretacijama, kao prostranstveno - vremenskim kategorijama. Kartografska prognoza životne sredine odgovara na dva tipa pitanja; na primjer: kakve će kvalitativne promjene nastupiti u landšaftima tokom 2000. godine ako je u periodu od 1985. do 2010. godine planirana ravnomjerna rekultivacija 30000 hektara površine (vremenska ekstrapolacija), ili gdje se nalazi centar nodalno - funkcionalnog susjedstva dva urbana sistema međusobno udaljena 60 km (prostranstvena ekstrapolacija)? Za prostornu i vremensku interpolaciju potrebni su podaci o dinamici prirodnih i proizvodnih sistema. U prognostičkim istraživanjima veliku ulogu ima indikacioni metod koji se oslanja na prostranstveno - korelativne veze prirodnih komponenata. Tako, na primjer, tip vegetacije sasvim pouzdano ukazuje na dubinu i tip podzemnih izdanskih voda. Dijagnostička etapa istraživanja obavezno upozorava na prostanstveno - vremenske promjene landšaftne strukture. Pri tome, razmatraju se dvije moguće varijante: preobražaj strukture landšafta bez izmjene geokomponentnih tipova i landšaftnog preobražaja sa izmjenama tipova prirodne sredine. U prvom slučaju radi se o velikim izmjenama površina i u formi stvaranja jednolikih landšaftnih tipova. Tako, naprimjer, pod uticajem snažnih antropogenih djelovanja, u jednom dijelu landšafta, dolazi do njegove cjelokupne promjene i stvaranje jednoličnog landfašnog kompleksa. Takvi tipovi landšafta su karakteristični za prirodno - akvalne komplekse odnosno vještačke akumulacije. Preobražaj strukture landšafta podrazumijeva kvantitativne i kvalitativne potpune ili djelimične izmjene starih tipova prirodnih geosistema na novim geokompleksima. Varijante mogućih korisnih preobražaja predstavljaju matrice ili konstante proizvodnih i očekivanih izmjena. Prognoza kao posebna spoznajna forma podrazumijeva proučavanje, ne samo unutrašnje dinamike pojava i procesa, već i potencijalnu njihovu mogućnost u eliminisanju antropogenih zagađenja. U svakom slučaju, kod ocjene prognoze životne sredine, izlazne antropogene veličine 160
Ekstrapolacija, 1. proširivanje zakonitosti ili zaključaka ustanovljenih za jedno područje na šire, još neispitano područje; 2. mat. metod za izračunavanje približne vrijednosti neke funkcije f x van intervala u kom su nam njene vrijednosti u nizu tačaka date ili poznate. 161 Interpolacija – mat. postupak kojim se između dviju poznatih vrijednosti neke funkcije unose vrijednosti neke nove, po pravilu prostije funkcije tako da ova ne odstupa od date funkcije preko željene granice.
prema prirodnoj sredini moraju biti limitirane veličinama prirodnih procesa. Metod ocjene podrazumijeva sastavljanje skale vodećih promjenjivih veličina, na osnovu kojih se vrši tipizacija teritorije ili teriotorijalna diferencijacija. Ukoliko prognoze daju, u određenom stepenu, nepotpune informacije onda se one mogu kompenzirati djelimično primjenom logičkih metoda. Gledano po vremenskim odjeljcima postoje tri grupe metoda: retrospektivne (istorijski nepromijenjene i naslijeđene tendencije razvoja prirodne sredine), dijagnostičke (analize uzročno - posljedičnih veza) i prognostičke grupe metoda (ekstrapolacija nepromjenljivih veličina prošlosti i sadašnjosti u buduća izmjenljiva stanja geosistema). Pri svim ovim prognostičkim analizama uvodi se sistem stacionara, radi kvalitativno - kvantitativnog sagledavanja funkcionisanja izmjenljivih geokomponenti procesa i pojava. Na osnovu ovih pokazatelja u savremenoj životnoj sredini izvode se zaključci o njenom budućem razvoju. Prognostički pristup u izučavanju prirodnih procesa omogućuje upoznavanje ekstremnih stanja i neočekivanih izmjena životne sredine kao i primjene odgovarajućih mjera i postupaka radi eliminisanja ili svođenja narušenoh kvaliteta u normalne okvire.
5. OSNOVNI DRUŠTVENOGEOGRAFSKI UZROCI NARUŠAVANJA KVALITETA ŽIVOTNE SREDINE
Društvena aktivnost i prirodna produktivnost su osnove životnih i kulturnih potreba a preduzimaju se radi ostvarivanja povoljnih uslova za život i rad, što neizbježno produkuje uticaj čovjeka na prirodu i obrnuto. Iz okvira problematike odnosa društvenogeografskih činilaca prema životnoj sredini i negativnog sistema suprotne veze postaju mnoga, često, nerazjašnjena pitanja. U osnovi ona se razmatraju u okvirima gornjih granica ekonomskog razvoja, nužnog diferenciranja materijalnog rasta i društvenog napretka, porasta ljudske populacije prema kapacitetu prirode, njenim resursima itd. S obzirom da se radi o višedimenzionalnim složenim egzistencijalnim pitanjima koja uključuju politiku, misaoni faktor, praksu i sl., ona se smatraju centralnim društvenim pitanjima. Nije slučajno što se nameću najveće društvene protivrječnosti, među društvenim grupacijama, kad se želi dati odgovor na ovakva pitanja. Nesuglasice ovog tipa su najjasnije izražena na zasjedanju Skupštine OUN posvećena životnoj sredini (maj 1992. godine). U nabujalim protivrječnostima na relaciji društvo - životna sredina, osnovno rješenje opstanka na Zemlji treba tražiti u sposobnostima otkrivanja uzroka osnovnih životnih problema i njihovog racionalnog rješavanja. Nauka, i pored određenog zastoja za tehničkim progresom i dozom „neutralnosti“, otkriva nove istine i postaje značajan pokretač društva. Ona je danas, više no ikad, u stanju stvoriti nova saznanja, preispitati stare vrijednosti i ukazati da ni jedna, pa niti najveća, ideja ne rješava sve nagomilane probleme. Čini se da je klasična borba, ovladavanjem i pobjedom nad prirodom davno prevaziđena filozofska odrednica i da se potrebno okrenuti proučavanju njenih zakona i zakonomjernosti, kako bi se prirodi najlakše prilagodili i time smanjili, danas evidentne, konflikte ove relacije. Pojava čovjeka na Zemlji, prije 1.0 – 1.5 miliona godina, rezultirala je nakon potpunog rasprostranjenja biljnih i životinjskih organizama. Ljudska populacija je činila u cijeloj svojoj evolutivnoj fazi zanemarujući dio mase bisfere – svega 0.0000025 ili 0.001 dijelova žive materije. Čovjek, pored toga, kao biloško biće i istovremeno kao socijalni tip ima ogromne uticaje na prirodnu sredinu; uticajima koji se po svojim mogućnostima približno mogu mjeriti kao prirodnim procesima. Obim ljudskog uticaja na prirodnu sredinu je evidentan, i zavisi od društveno - ekonomskog razvoja. 5.1. RAST LJUDSKE POPULACIJE I ŽIVOTNA SREDINA Prirodni oblik postojanja praktično svih vrsta živih organizama je populacija. Zanemarujući neke rijetke izuzetke u biološkom smislu populacijom smatramo prostorni i vremenski zatvorenu kategoriju istovrsnih organizama koji su primarno međusobno vezani reproduktivnim odnosima. Populacija je osnovna jedinica evolucionog procesa. Savremena demografska i antropološka nauka populaciju tretira sa biološkog i statističkog stanovišta. U bioantropološkom smislu populaciju tretiramo kao vremenski i prostorno ograničen sistem sklapanja brakova. S obzirom na stepen zatvorenosti, međusobno se razlikuju ruralne i urbane populacije. Tako, na primjer, u različitim dijelovima svijeta, kao i u našoj zemlji, susreću se, gotovo, apsolutno zatvorene ruralne populacije. Takve lokalne populacije karakterišu se na ogromnom većinom sklapanja brakova među osobama iste zavičajne pripadnosti. Kod urbane populacije veoma je teško definisati granice lokalne populacije. Ona je, praktično, difuzno uklopljena u sistem populacije uže i šire regije. Ovim se otvara teorijska mogućnost održavanja reproduktivnih veza među svim dijelovima svijetskog stanovništva, pa se pojam populacije može shvatiti i odnositi na
cjelokupno čovječanstvo. Ovaj termin, uostalom, i potiče od latinske riječi populus kojim se označava narod. Osim toga ljudska polulacija čini dio biosfere što se prikladno uklapa u opšti zakon funkcionisanja planetarnih geosistema. S obzirom na raspored, gustinu i mehanička kretanja, češći je naziv stanovništvo,162 što aplicira na objekat istraživanja demogeografije – komponentne društvenogeografske nauke. U čisto statističkom smislu, bilo koja grupa slučajno ili selektivno posmatranih ljudi (proučavani uzorak) može se zvati populacijom. Kako u biloškom tako i statističkom smislu, pod populacijom se podrazumijeva i cjelokupno svjetsko stanovništvo kao i stanovništvo određene regije. Rast ljudske (humane) populacije jedna je od društvenih i bioloških najvažnijih osobina kada je riječ o prirodnom stanju biosfere. S tim u vezi posebnu pozornost privlače oblik krive i faze rasta, kretanje apsolutne veličine (brojnosti), brzine porasta i gustine populacije (stanovništva) po jedinici površine. Računa se da je u vremenu i do 1,5 miliona godina našom planetom bitisalo (rađalo, živjelo i umiralo) oko 80 milijardi ljudi od čega je svega 5 % naših savremenika. Dejstvo čovjeka na prirodnu sredinu tokom kamenog doba je zanemarivo i izlišno je ga porediti sa savremenom epohom. Antropogeno djelovanje na prirodnu sredinu, gotovo, se nije razlikovalo od nivoa djelovanja drugih živih organizama. U epohi donjeg paleolitika, koji je započeo prije 700 hiljada godina a završio se prije 40 hiljada godina, prvobitni ljudi živjeli su odvojeno u gupama i bili su malobrojni. Malobrojnost, grupna raseljenost i primitivna oruđa za rad su doprinjeli na neznatan uticaj paleolitske populacije na stanje prirodne sredine. Ipak, razvoj čovjeka kao socijalnog bića, pronalaskom vatre izdvaja čovjeka iz carstva čoporativnog života. Taj period karakteriše pripitomljavanje životinja i uvođenje podjele rada na relaciji muškarac – žena. Već u tom periodu, dolazi do evidentnih razlika između paleolitske ekumene i anekumenskih područja. U gornjem paleolitiku zavšava se faza formiranja čovjeka savremenog tipa, izdvajaju se posebne ljudske rase i čovječanstvo je preživjelo ledenu epohu, koja je, po svemu sudeći, smanjila brojnost ukupne ljudske populacije, koja je iznosila 2.0 do 3.0 miliona ljudi. U neolitu, razdoblje od 13.0 hiljada pa do 4.0 hiljade godina prije nove ere, bili su naseljeni američki i australijski kontinent. Zahvaljujući ponajprije postojanju krupnih životinja, omogućeno je preživljavanje vjerovatno oko 5.0 miliona ljudi. Otapanjem lednika značajno je aktivirana ljudska djelatnost i čovječanstvo se prvi put ozbiljnije susrelo sa antropogenom krizom, prosto nazvana „krizom konzumiteta“.163 Ona je nastala kao posljedica fizičkog istrebljenja mnogih krupnih životinjskih organizama (mamuta, nosoroga, pećinskih medvjeda i sl.). Kriza hrane ubrzala je traženje novih puteva razvitka čovječanstva i okrenula ga zemljoradnji i stočarstvu. U jednom relativno dugom periodu čovječanstvo se udvostručavalo svakih 1700 godina. Ulazak humane populacije u bronzani vijek (9 do 10 hiljada godina prije nove ere) u arheološkoj hronologiji se označava poljoprivrednom revolucijom. Arheološke iskopine u Palestini, Mezopotamiji, dolini Nila, Iranu, južnim regijama Sredenje Azije potvrđuju prisustvo domaćih životinja (koza, ovaca, konja svinja i goveda). Stanovništvo tog podneblja uzgajalo je raž, pšenicu i druge poljoprivredne kuture. Nije pouzdano dokazano da li je poljoprivredna revolucija nastala na jednom području, odakle se centripetalno širila u ostale dijelove svijeta, ili je spontano nastala na više različitih lokaliteta. Poljoprivredna revolucija značila je i kraj divljaštva. Ona je predstavljala proces koji je čovjeku omogućio bolju snabdijevenost 162 163
U naučnoj i stručnoj literaturi sve češće je u upotrebi naziv humana (ljudska) populacija. Konzumacija (lat. consummatio), potrošnja; konzumirati – (po)trošiti, (po)jesti, (po)piti;
proizvodima biljnog i životinjskog porijekla. Čovječanstvo je tokom bronzanog doba uplovilo u klasno društvo – robovlasničku mašinu. Procvat robovlasništva značilo je novinu moćnog i veoma dubokog ataka na prirodnu sredinu. Već tada su šume u slivu Sredozemnog mora bile zamijenjene u holokarstne pustinje, a cvijetne oaze Male Azije, Afrike i drugih drevnih regija u pješčane pustinje. Početkom bronzanog doba bilo je oko 25 miliona ljudi na našoj planeri, početkom željeznog doba (prije 3500 godina) oko 70 miliona, dok je pred raspad robovlasničkog društva i početkom nove ere stanovništvo planete brojalo oko 130 miliona, a neke procjene navode na broj od oko 250 miliona stanovnika. Relativno velikom broju stanovnika pred početak nove ere u razvijanju proizvodnih snaga odgovarala je visoka, za to doba, koncentracija antropogenog otpada; posebno u oblastima drevnih civilizacija. Robovlasnička imperija raspala se, ne samo, kako se to donedavno u istoriji tvrdilo, pod udarom barbara već ozbiljnom ekološkom krizom najvažnijih prirodnih konzumenata. Barbari/varvari su ubrzali proces koji bi ranije ili kasnije doveo robovlasničko društvo u totalnu političku, privrednu i ekološku krizu. Atak na prirodnu sredinu nastavio se i kroz srednjovjekovnu epohu, kada je na Zemlji bilo oko 300 miliona stanovnika. Tempo privrednog razvoja u ovoj epohi evidentno je nastavio uništavati šume i zoocenozu. Stalni ratovi i epidemije bili su limitirajući faktor porasta stanovništva pa je u XI vijeku svjetsko stanovništvo brojalo oko 275 do 300 miliona ljudi. Na kraju feudalnog društva, sredinom XVII vijeka, ukupno je na Zemlji bilo nešto više od pola milijardi stanovnika; tada se ujedno završava faza ravnomjernog rasta ljudske populacije. Odlučujući faktor koji je savremeno čovječanstvo doveo na grane nove antropogene ekološke krize je prelazak od feudalizma prema kapitalizmu. Već u samom početku kapitalističkog privređivanja u mnogim evropskim zemljama nastupila je regionalna kriza izazvana porastom svjetskog stanovništva i njegovom najezdom na prirodne resurse. Ova epoha je posebno značajna po uništavanju ogromnih šumskih kompleksa i životinjskog svijeta. Nedostatak ovih resursa ubrzano je zamijenjen mineralnim sirovinama. Pretvaranjem kamenog uglja u koks praktično započinje razvoj henijske industrije. Iskorištavanje mineralne energije dao je novi impuls razvoju industrije koje je iz osnova izmijenila kvalitet prirodne sredine. Ekološke posljedice industrijalizacije evidentno su uvećane urbanizacijom, koja predstavlja simbol neravnoteže između društva i prirode. Gradovi u ovom razdoblju činili su epidemiološka žarišta ekumene. Sredinu XIX vijeka karakteriše nodalno - ekološka kriza ili kriza krupnih aglomeracija. Rješavanje nagomilanih urbanih problema bilo je imperativ i djelimično su rješavana izgradnjom vodnih alkumulacija, kanalizacione mreže i drugih sanitano - higijenskih zahvata. Ovo su počeci planskog djelovanja na saniranje ugrožene životne sredine, nastala u fazi burnog i haotičnog razvoja industrije koja je imala nesagledive posljedice po atmosferni, hidrosferni, biosferni i pedosferni kompleks. Ubrzani dotok materija i energije u prostoru i vremenu iniciran industrijskim razvojem imao je nesagledive posljedice po životnu sredinu. Jednogodišnji antropogeni zahvat prirodnih resursa i njihov povratak u prirodu u obliku raznih zagađenja, koje prironi geosistemi nisu u stanju da prihvate i uključe u prirodnu kružnu razmjenu, veći je nekoliko puta od jednogodišnje biosferne produktivnosti. Svake godine iz Zemlje se eksploatiše najmanje 4 milijarde m3 različitih korisnih resursa, spaljuje se 6 milijardi tona kamenog uglja i gotove 2 milijarde tona nafte, a sve zajedno potroši 10 do 12 milijardi tona kiseonika i vrati u atmosferu 14 do 15 milijardi tona ugljendioksida, milione tona drugih toksičnih gasova, prašine i aerosola. U rijeke i mora dospijevaju ogromne količine štetnih tvari koje su teško odstranjive prirodnih hidrosfernim procesima.
Produktivnu pedosfernu biotu164 zagađuju hemijski preparati iz grupe pesticida. Izuzetno je porastao antropopresing na biljne i životinjske organizme životne sredine. Računa se da je samo od početka XVII vijeka s lica Zemlje nestalo više od 120 tipova i podtipova sisara. Smatra se da je djelovanje na prirodu, prirodne sisteme i uopšte geografski omotač, savremenih 5.0 milijardi stanovnika naše planete ekvivalentno broju od 40 do 50 milijardi ljudi u epohi neolitika. Tabela 5. Razvoj svjetskog stanovništva prema određenim godinama (periodima) Godina 10000. p.n.e. 5000. p.n.e. 1000. p.n.e.
Broj stanovnika (u milionima) 5.5 12.5 50.0
Period
Prosječna godišnja promjena apsolutno (u 000) stopa (%) 1.4 0.016 9.4 0.030
10000. - 5000. 5000. – 1000. Nova era 1. 285.0 5000 p.n.e. - 1 235.0 0.140 500. 198.0 1. – 500. -174.0 -0.072 1000. 499.5 500. – 1000. 603.0 0.173 1500. 482.5 1000. – 1500. -34.0 -0.007 1650. 507.5 1500. – 1650. 167.0 0.034 1750. 795.0 1650. – 1750. 2875.0 0.442 1850. 1265.0 1750. – 1850. 4700.0 0.456 1900. 1656.0 1850. – 1900. 7820.0 0.535 1930. 2070.0 1900. – 1930. 13800.0 0.741 1950. 2478.0 1930. – 1950. 20400.0 0.897 1960. 3020.0 1950. – 1960. 54200.0 1.972 1980. 4450.0 1960. – 1980. 71500.0 1.914 1990. 5300.0 1980. – 1990. 85000.0 1.748 2000. 6160.0 1990. – 2000. 86000.0 1.493 projekcija 2025. 8470.0 2000. - 2025 94800.0 1.300 Izvor: Historical Estimates of World population, U.S. Bureau of the Census, http.//www.census.gov/ipc/, UN Population Division, Department of Economic and Social Information and Policy Analysis .
Povećanje konfliktnih odnosa na relaciji društvo - priroda, od završetka feudalizma do savremene epohe, rezultiralo je smjenom faze ravnomjernog rasta ljudske populacije sa fazom demografske eksplozije. Demografsku eksploziju je pratila ekspanzija na novootkrivene anekumenske prostore (oko 34 miliona km2), zamah industrijske revolucije i izrazito povećanje hrane. Nakon završetka faze ravnomjernog rasta svjetskog stanovništva, za narednih 200 godina (do 1850. godine) ono se udvostručilo i iznosilo je jednu milijardu stanovnika. Za novo udvostručavanje trebalo je samo 80 godina. Oko 1930. godine na Zemlji je živjelo približno 2.0 milijarde ljudi. Samo 40 godina kasnije svjetsko stanovništvo je povećano na oko 4.0 milijarde, što znači da se vrijeme udvostručenja u odnosu na prethodno razdoblje smanjilo za polovinu. Danas (2011. godine), prema proračunu svjetskih demografa, u svijetu živi oko 6.7 milijardi stanovnika. Poboljšanjem zdravstvene zaštite ljudski život je produžen. Tako, naprimjer, 1840. godine ljudski vijek je u prosjeku iznosio oko 33.0 godine, dok je on danas u siromašnim zemljama svijeta oko 50.0 godina, a u razvijenim više od 70 godina u prosjeku. Ako bismo vrijeme od izdvajanja našeg uspravnog pretka (prije oko 1,7 milijardi godina) usporedili sa 24 sata, onda se u posljednjih 15 sekundi ljudska populacija povećala oko osam 164
Biota – biotop, mjesto, područje življenja jedne biocenoze, stanište
puta. Kada bi se razdoblje izdvajanja razumnog čovjeka (60 000 godina) usporedilo sa danom onda bi u prošle 4 minute (oko 1800 godina) stanovništvo naše planete se udvostručio. Društveno-ekonomska razvijenost i stanovništvo Kroz istoriju razvoja ljudske civilizacije postepeno se diferenciraju razvijeni i nedovoljno razvijeni dijelovi naše planete. Kroz interdisciplinarna proučavanja pojma (i definicije) razvijenosti uočeno je da su prirodno kretanje stanovništva (natalitet, mortalitet, prirodni priraštaj) i sastav stanovništva (biološki, društvenoekonomski i kulturno – antropološki ) kompatibilni sa društvenom i ekonomskom razvijenošću određenog geografskog prostora (kontinent, regija, država i dr.), odnosno relevantni su indikatori društvenog i ekonomskog razvoja. Ono što karakteriše globalnu ekonomsku sliku na početku XXI vijeka je sve veća nejednakost između razvijenih i nerazvijenih (nedovoljno razvijenih) dijelova naše planete.165 Pojam i definicija razvijenosti. Termin razvoj166 ima vrlo široku upotrebu. Razvoj, razvitak, razviće su istog korijena i smisla i znače napredovanje u rastu, opštem zdravlju pojedinca i društva, kao i napredovanje u kulturnom smislu. Govorimo o razvoju ličnosti, razvojnim programima, ekonomskom razvoju, razvoju školstva i dr. Procvat je razvitak posebno u kulturnom, ekonomskom, privrednom, prosvjetnom smislu, kao što je procvat biljke. Napredak je opšte razvijanje, razviće pojedinca, društva, stanja kad se u nečemu ide naprijed, ma u kom ili svakom pravcu. Na globalnom nivou najčešće, kada je u pitanju odnos društveno – ekonomske razvijenosti i humane populacije, koristimo termine razvijene zemlje i zemlje u razvoju. Sa stanovišta geografskog prostora problem razvoja se može vezivati za cjelokupnu planetu. Pitanje uspješnog razvoja je bitno za bilo koje naselje pauperizovanog167 prostora nerazvijene zemlje, ali i za siromašno naselje, odnosno regiju razvijene/bogate zemlje. Sociolozi i ekonomisti već poodavno upozoravaju na snažno izražene i rastuće regionalne razlike kod niza država svijeta. Jaz, koji je sve izraženiji, između sve bogatijih i sve siromašnijih regiona uzročnik je niza posljedica – pojedini geografski prostori su pod uticajem ubrzane depopulacije a urbani gradski centri sve teže izdržavaju najezdu brojnih imigranata. Kriteriji/mjerila razvijenosti. Razvijenost je dugo vremena bila vezana za privredni rast, tako da je osnovni njen parametar bio bruto društveni proizvod (BDP), koji označava ukupnu vrijednost proizvedenih dobara i usluga, i to najčešće per capita (po stanovniku). Tokom osamdesetih godina XX vijeka uvodi se indeks kvaliteta života168 (PQLI), koji označava prosječnu vrijednost tri parametra: pismenost, očekivana dužina trajanja života i smrtnost (mortalitet) dojenčadi. Početkom posljednje decenije XX vijeka Razvojni program UN (UNDP) definiše indeks humanog razvoja (HDI)169, koja zemljama daje bodove u rasponu od 0.001 do 1.0. Prema I. Nejašmiću , rangiranje je bazirano na više parametara sažetih u tri veličine: očekivanom trajanju života, obrazovanju i dohotku.170 Na osnovu toga je 50 država klasifikovano kao države s 165
Vidjeti opširnije: Nejašmić I, (2005): DEMOGEOGRAFIJA – stanovništvo u prostornim odnosima i procesima, Školska knjiga, Zagreb, str. 229 – 233. 166 fran. Développement, évolution; engl. Development, evolution, njem. Entwicklung. 167 Pauperizam (lat. pauper-siromašan) – siromaštvo, bijeda, oskudica, sirotinja. 168 engl. Physical Quality of Life Index - PQLI 169 engl. Human Development Index 170 Human Development Index (HDI) ne uzima izvornu vrijednost BDP-a per capita , već preračunanu na izjednačenu kupovnu moć (GDP PPP – Purchasing Power Parity (Paritet/jednakost u nabavci energije), što u teoriji znači da 1 PPP dolar ima istu kupovnu moć u domaćoj ekonomiji kao i 1 US dolar u ekonomiji SAD-a (UNDP, 2004).
visokim HDI, 91 država sa prosječnim HDI, a 36 država s niskim HDI. Na prvom mjestu je Norveška sa 0.956 bodova, a na posljednjem Sijera Leone sa 0.273 boda. Tabela 6. Udio BDP po stanovniku u prosjeku EU (u %) za države nastale na teritoriji bivše SFRJ Država SLOVENIJA 1. Zapadna 2. Istočna HRVATSKA 1. Sjeverozapadna 2. Jadranska 3. Srednja BOSNA I HERCEGOVINA
Udio BDP (u %) Država 92.7 SRBIJA 1. Beograd 109.9 2. Novi Sad 75.5 3. Ostatak Vojvodine 61.56 4. Šumadija i zapadna Srbija 78.5 5. Južna i istočna Srbija 60.6 45.6 CRNA GORA 31.0 MAKEDONIJA (Izvor: Evrostat, 2011.)
Udio BDP (u %) 35.0 60.8 66.8 26.8 24.8 23.1 41.0 34.1
Tabela 7. Lista prvih 25 zemalja i posljednjih 25 zemalja svijeta rangiranih prema Human Development Index (HDI) 2002. godine sa uporednim podacima opšte stope nataliteta (n) i stope mortaliteta (md) dojenčadi 2004. godine; (n i md u ‰) Rang Zemlja Rang Zemlja n md Norveška 12 3.4 Haiti 1 153 Švedska 11 2.8 Džibuti 2 154 Australija 13 4.7 Gambija 3 155 Kanada 11 5.2 Eritreja 4 156 Holandija 12 4.8 Senegal 5 157 Belgija 11 4.4 Istočni Timor 6 158 Island 14 2.4 Ruanda 7 159 SAD 14 6.7 Gvineja 8 160 Japan 9 3.0 Benin 9 161 Irska 16 5.1 Tanzanija 10 162 Švajcarska 10 4.4 Obala Slonovače 11 163 Velika Britanija 12 5.3 Zambija 12 164 Finska 11 3.2 Malavi 13 165 Austrija 9 4.5 Angola 14 166 Luksemburg 12 4.9 Čad 15 167 Francuska 13 4.1 Kongo DR 16 168 Danska 12 4.4 Centralnoafrička Republika 17 169 Novi Zeland 14 5.6 Etiopija 18 170 Njemačka 9 4.1 Mozambik 19 171 Španija 10 3.7 Gvineja Bisao 20 172 Italija 10 4.8 Burundi 21 173 Izrael 22 5.3 Mali 22 174 Hong Kong – Kina* 7 2.4 Burkina Faso 23 175 Grčka 9 5.9 Niger 24 176 Singapur 10 2.2 Sijera Leone 25 177 *Posebno administrativno područje Izvor: Za HDI rang UNDP, 2004; za opštu stopu nataliteta i stopu smrtnosti dojenčadi PRB, 2004.
n 33 41 41 39 37 26 40 43 41 40 39 42 51 40 49 46 37 41 40 50 40 50 45 55 50
md 80 106 78 76 64 129 107 98 89 105 102 95 121 145 103 100 96 105 127 125 74 123 83 123 180
5.1.1. Regionalne razlike demografske eksplozije Čovječanstvo se brojno nejednako povećavalo u pojedinim dijelovima svijeta. Tako, naprimjer, u dinamičnom i bogatom Japanu stopa porasta je svega 1.0 ‰, a u nerazvijenom Brazilu oko 30 ‰, što svakako nisu ekstremni primjeri (v. Tabelu 8.). Iz prezentirane tabele uočljivo je da se savremeni svijet može podijeliti u dvije velike i bitno različite skupine. Razvijene kapitalističke zemlje i doskorašnje zemlje sa socijalističkim načinom privređivanja bilježe manji porast stanovništva, koji u prosjeku za 1986. godinu iznosi 8.0 ‰. U ovom odnosu, izrazito nisku stopu bilježe zemlje Zapadne Evrope (oko 2.0 ‰) i nešto više u Istočnoj Aziji (10.0 ‰). Nasuprot njima je svijet nerazvijenih u kojima su stope rasta stanovništva visoke i znose čak 25.0 ‰. Ovako visokoj stopi prirasta stanovništva svijeta nerazvijenih odgovara brojčano povećanje od približno 65.5 miliona, dok je iste godine (1986. godine) u razvijenom dijelu svijeta brojčani porast stanovništva iznosio 18.6 miliona. U posljednjih 300 do 400 godina stopa rasta ljudske populacije je bila u stalnom usponu , a maksimum je zabilježen u razdoblju od 1961. do 1970. godine i iznosio je 22.3 ‰. Iza tog perioda nastupa lagano smanjenje stanovništva i ono je ušlo u fazu demografske tranzicije. Tabela 8. Stanovništvo svijeta po kontinentima/makroregijama prema odabranim godinama (u milionima) Godina
Svijet
Afrika
Amerika Azija Evropa Australija Bivši i Okeanija SSSR* Anglo Latinska 14. 256 23 3 189 40 1 ... 600. 237 37 7 173 19 1 ... 800. 261 43 10 178 29 1 ... 1600. 498 95 15 303 83 2 ... 1800. 906 90 25 602 187 2 ... 1900. 1650 150 81 65 925 293 6 130 1950. 2525 220 166 164 1390 392 13 180 1980. 4465 470 248 364 2578 495 26 284 1990. 5295 643 274 451 3104 503 27 293 2000. 6160 857 293 543 3632 506 29 300 **2025. 6465 906 331 561 3905 728 33 ... * Bivši SSSR (uključivši i azijski dio) u godinama do 1800. uključen je u Evropu ** 2005. godine Rusija i evropski dijelovi bivšeg SSSR-a uključeni su u Evropu, a ostale novonastale države u Aziju Izvor: Do 1600. godine Clark (1967); od 1800. godine i dalje World Population Chart, prilog knjizi World Population Estimates and Projections 1950 – 2025.,UN New York, 1990 (prilagođeno). Za 2005. godinu UN Population Division, 2005.
Nakon industrijske i agrarne revolucije, dolazio do znatne demografske eksplozije. Novi način života, rada i privređivanja prekinuli su ustaljeni trend dosta usaglašenog porasta ljudske populacije sa materijalnim osiguranjem njegove egzistencije. Ovaj period je karakterističan po „izmicanju kontroli“ porasta svjetskog stanovništva, da bi nakon tog razdoblja ponovo uspostavila ravnotežu. Uporedni porast svjetskog stanovništva u fazi poljoprivredne ekonomije temeljio se na visokim stopama nataliteta i istodobno na visokim stopama mortaliteta. Stopa nataliteta u tom periodu iznosila je od 3.50 % do 5.50 %, a stopa mortaliteta, posebno po žarišnim tačkama u kojima su vladale epidemije, ratovi i druge nevolje, odnosile su i preko 50.0 % stanovništva na kriznim područjima. Ovi geografski prostori bilježili su veću stopu mortaliteta od nataliteta.
Tabela 9 . Prosječne godišnje stope (u%) porasta svjetskog stanovništva i pojedinih kontinenata/makroregija u pojedinim periodima XX vijeka Kontinent/makroregija
Prosječna godišnja stopa (u %) u periodu Udvostručenje (godina)* 1950 – 1980. 1980 – 1990. 1990 – 2000. Afrika 2.42 3.11 2.85 24 Angloamerika 1.32 1.00 0.67 103 Latinska Amerika 2.53 2.13 1.85 38 Azija 2.00 1.57 1.57 44 Evropa 0.77 0.16 0.06 1155 Australija i Okeanija 2.22 0.37 0.71 98 Bivši SSSR 1.49 0.31 0.24 289 svijet 1.85 1.70 1.51 46 *Broj godina potrebnih za udvostručenje ako bi ubuduće stopa rasta bila kao u periodu 1990 – 2000. godine Izvor: Izračunato prema podacima iz prethodne tabele (Tabela 8).
Brze promjene načina života, nakon industrijske revolucije uslovljene dovoljnom količinom prehrambenih artikala, višim nivoom opšte i kolektivne higijene, te napretkom medicinske prevencije, smanjile su oscilacije stope mortaliteta, dok se i dalje osjetio porast nataliteta. Poboljšani živjetni uslovi povoljno su se odrazili na produžetak životne dobi od 36 na 50, odnosno 60 godina u prosjeku. Osim regionalnih razlika u stopama prirasta svjetske populacije, zabilježene su i vremenske etape porasta. Sve do 1920. godine razvijene industrijske zemlje bilježile su veću stopu porasta stanovništva u poređenju sa nedovoljno razvijenim i nerazvijenim zemljama. Privredna kretanja zemalja Zapadne Evrope pokazuju da su one do kraja XVIII vijeka bile u fazi nerazvijenosti. Od početka XIX vijeka počinje njihov privredni uspon kojeg prati demografska eksplozija. Kako je privredni uspon bio brži od porasta stanovništva, ove su zemlje, već u prvoj polovini XIX vijeka ušle u razdoblje razvijenosti sa znatno većom stopom ekonomskog rasta i blagim porastom stanovništva. Sredinom i krajem prošlog vijeka demografski val je splasnuo dok je privreda napredovala. Ekonomska moć je mijenjala sociogeografske odnose unutar ljudskih zajednica i uopšte podizala nadgradnju u viši kvalitet. Rezultat toga je današnje stanje kojeg prate visoki standard, diktiran podjelom rada pa je razvijenim zemljama potrebna uvozna radna snaga. Razlike u razvoju svjetskog stanovništva prema stepenu razvijenosti. Nerazvijene zemlje i zemlje u razvoju karakterišu niske stope privrednog i demografskog porasta, sve do početka XX vijeka – razdoblje tradicionalnog stanja. Nakon Prvog, i posebno Drugog svjetskog rata došlo je do eksplozivnog porasta stanovništva u nerazvijenim regijama svijeta, a relativno sporog porasta primarnih proizvodnih dobara. Ovo je potpuno obrnut proces u odnosu na razvijene regije svijeta. Ovaj trend, nažalost, i danas traje i potvrđuje ironičnu ali i istinitu tvrdnju da bogati postaju još bogatiji a siromašniji imaju sve više djece. Demografske promjene pokazuju da se svake 23/100 sekunde rađa po jedno dijete u svijetu, što u jednom satu iznosi 16 hiljada nove i uglavnom zdrave djece. Svakog sata se svjetsko stanovništvo uvećava približno za broj stanovnika prosječne opštine u Bosni i Hercegovini. Tokom jednog dana svijet ugleda 384 hiljade stanovnika. U istom danu prirodnom ili nasilnom smrću lice zemlje napušta oko 150 hiljada stanovnika. Odnos broja rođenih i broja umrlih je 234 hiljade u korist novih stanovnika svijeta. Svjetsko stanovništvo se tokom jedne godine poveća za više od 85 miliona novih stanovnika. Navedeni demografski pokazatelji su zastrašujući. Uz pretpostavku da svijet zadrži stopu rasta do 17.4 ‰ duži period, onda proizilazi da će u slučaju linearnog rasta ono se udvostručiti za
približno 60 godina, a pri eksponencijalnom porastu za oko 40 godina, što pada u 2027. godini (odnosi se na analizu parametara Tabele 9). Ukoliko bi svjetsko stanovništvo zadržalo udvostručenje svakih 50 godina, što je registrovano još polovinom XX vijeka, već za 100 godina bi poraslo na 18 milijardi žitelja. Teško je pretpostaviti što bi u tom slučaju bilo polovinom trećeg milenijuma kada bi se broj populacije umnožio 3000 puta i dosegao ukupnu količinu žive materije (biomase) na Zemlji. Još teže je zamisliti da bi prema ovoj stopi rasta 2800. godine na Zemlji bilo mjesta samo za stajanje za ukupno 630 milijardi stanovnika, a da bi se 4200. godine masa ljudskih tijela izjednačila sa masom naše planete. „Let“ u daleku budućnost je bespredmetan jer i ove računice nemaju realnu osnovu ostvarenja, pošto su nemoguće u prostornim okvirima. I pored nekih protivljenja crnim slutnjama u demografskim prognozama, čovječanstvo ne smije kriti oči pred činjenicama o ukupnom porastu svjetskog stanovništva koji u svakom slučaju samo zabrinjava. Prema procjenama stručnjaka Svjetske banke za razvoj, koje se temelje na analizama stopa i zakonitostima trendova demografskog razvoja u razvijenim i nerazvijenim zemljama, mogućnost udvostručavanja današnje ljudske populacije je za 40 godina izvjesna, bez obzira što se u velikom broju nerazvijenih zemalja zapažaju ohrabrujuće promjene smanjenja supereksponencijalnog porasta stanovništva i laganog kretanja prema fazi demografske ravnoteže ili stabilizacije. Tabela 10. Procjene kretanja stope rasta svjetskog stanovništva do 2025. godine (u %) RAZDOBLJE SVIJET RAZVIJENE ZEMLJE ZEMLJE U RAZVOJU 1985 – 1990 1.70 0.62 2.04 1991 – 1995 1.64 0.56 1.96 1996 – 2000 1.56 0.52 1.86 2005 – 2010 1.32 0.40 1.54 2011 – 2015 1.22 0.36 1.42 2016 – 2020 1.10 0.32 1.28 2021 - 2025 0.98 0.28 1.12 Izvor podataka: Proračunato iz podataka iz Global Estimates and Projections ... OUN New York, 1987.
Tabela 11. Godišnji porast broja stanovnika svijeta, razvijenih i nedovoljno razvijenih zemalja u periodu 1950 – 2000. godine (u milionima) PERIOD 1950 – 1960. 1960 – 1970. 1970 – 1980. 1980 – 1990. 1990 – 2000.
Svijet -ukupno 50.3 67.8 75.0 83.0 86.0
Razvijene zemlje
Nedovoljno razvije – ne zemlje (NRZ) 11.3 39.0 10.4 57.4 8.7 66.3 7.3 75.7 6.2 79.8 Izvor: UN Population Division, 1999
Udio (u %) NRZ u ukupnom porastu 77.5 84.7 88.4 91.2 92.8
Iz Tabele 11. jasna je razlika u smjeru promjene učešća stanovništva navedenih grupa zemalja (razvijene i nedovoljno razvijene zemlje) u ukupnom stanovništvu svijeta. Učešće stanovništva razvijenih zemalja (Evropa, bivši SSSR, Angloamerika, Japan, Australija i Okeanija) smanjuje se, a učešće zemalja u razvoju (Azija, Afrika i Latinska Amerika) se povećava. Od 1950. do 2000. godine učešće razvijenih zemalja se smanjilo sa 33% na 20%, a
učešće nedovoljno razvijenih zemalja u ukupnom svjetskom stanovništvu se povećalo sa 67% na 80%. Prema podacima OUN do stabilizacije, na primjer stanovništva Kenije će doći kada se današnje stanovništvo te zemlje sa 20 miliona poveća na 111 miliona ili za 44.5%; stanovništvo Nigerije će se stabilizirati kada se sa današnjih 105 miliona poveća na 536 miliona ili za 40.6%. Najmnogoljudnija zemlja postat će Indija čije će stanovništvo porasti za 116 % i stabilizirat će se na 1.70 milijardi. Stanovništo Kine će se prema demografskim procjenama stabilizirati na brojci od 1.57 milijardi. Zemlje u razvoju su u periodu od 1950 – 1960. godine učestvovale sa 77.5% svjetskog stanovništva dok će prema prognozama OUN u 2025. godini učestvovati sa oko 90% svjetskog stanovništva, što i te kako može zabrinjavati. 5.1.2. Osnovni izvori ljudske egzistencije i kvalitet životne sredine Osnovni izvori ljudske egzistencije i faza demografske eksplozije već sada ispoljava ozbiljne međusobne neusaglašenosti. Neusaglašenost porasta svjetskog stanovništva, njegova dinamika i regionalne razlike, značajno se odražavaju na uže i, isto tako, šire prirodne cjeline. Za povećani broj stanovnika potrebno je osigurati odgovarajući životni prostor i prehrambene izvore opstanka. Osnovni izvori ljudske egzistencije moraju ne samo kvantitativno već i kvalitativno, srazmjerno poboljšanju društvenog standarda, pratiti porast svjetskog stanovništva. Trend savremenog porasta svjetskog stanovništva nedovoljno prati ravnomjerna regionalna proizvodnja hrane što se osjeća u gotovo polovini svijeta, pretežno nerazvijenog, čiji stanovnici gladuju ili su na ivici gladi. Najezda svjetskog stanovništva na prirodu izaziva neželjene posljedice koje se vrlo negativno odražavaju po društvo. Planetu Zemlju moramo već jednom shvatiti kao veliki dimenzionalni prostor ograničen samo konačnim rezervama kojima se stanovnici mogu koristiti određeno vrijeme. Dužina korištenja prirodnim resursima u direktnoj je vezi sa racionalnim odnosom prema postojećim rezervama. Kada je riječ o izvorima ljudske egzistencije nezaobilazan je odnos porasta svjetskog stanovništva i obradivih površina. Prosječna gustina svjetskog stanovništa od 8 do 10 stanovnika po km2 u 1985. godini ili jednog stanovnika iz 1650. godine po km2, odnosno 20 stanovnika po km2 u predstojećoj 2025. godini su samo numerički pokazatelji jer su određeni prema ukupnoj površini planete Zemlje (510 miliona km2). Ove brojke su nerealne jer 361 milion km2 ili 70.8 % površine Zemlje zauzima Svjetski okean koji danas ne pruža, ekološki, povoljne uvjete za naseljavanje. Preostaje, dakle, samo 149 miliona km2 ili 29.2 % kopna za naseljavanje. Gustina stanovništva po kontinetima, predstavlja prosjek, što u svakom slučaju, ne odražava stvarno stanje. Naime, pojedine kontinetalne površine, zbog nepovoljnih fizičkogeografskih uvjeta (reljefnih, klimatskih, biogeografskih, zonalno-pojasnih i dr.) naseljeni su veoma rijetko. Najveću gustoću stanovništva u Evropi ima Holandija koja iznosi 335 st/km2. U Evropi je za oko dva puta manja gustina seoskog stanovništva u poređenju sa Azijskim kontinentom. Naime, u Aziji je skoncentrisano je više od 2/3 ukupnog seoskog stanovništva što iznosi 1830 miliona od ukupno 2930 miliona seoskog stanovništva u svijetu . Najveću gustinu stanovništva u Aziji ima Bangladeš 533 st/km2. U isto vrijeme u Mongoliji u prosjeku po km2 živi 0.9 stanovnika, a na prostorima Arabijskog poluotoka manje od 5 stanovnika po km2. Postoje velike regionalne razlike gustoće stanovništva jedne te iste zemlje. Tako, naprimjer, u Kini na više od 60 % ukupne teritorije živi oko 3.5 % ukupnog kineskog stanovništva. U Indoneziji gustina stanovništva na ostrvu Javi iznosi preko 450 st/km2 i za 50 puta je veća nego što je ona na Kalimantanu.
Tabela 12. Raspored naseljenosti svjetskog stanovništva (1987. god.). Stanovnici u 000 Gustina st/km2 Površina u 000 Relativni udio (%) 2 (km ) Površina Stanovnika Afrika 30 330 580 000 19.2 22.3 11.6 Sjev. Amerika 21 515 270 000 12.5 15.8 5.4 Latin. Amerika 20 566 420 000 20.4 15.2 8.4 Azija 27 576 2 930 000 106.3 20.3 58.6 Bivši SSSR 22 402 280 000 12.5 16.5 5.6 Evropa 4 937 494 000 100.0 3.6 9.9 Okeanija 8 510 26 000 3.1 3.3 0.5 SVIJET 135 837 5 000 000 36.8 100.0 100.0 Izvor podataka: proračunato iz Global Estimates and Projections... UN, New York, 1987. Područja
U Aziji postoji velika koncentracija stanovništva u plodnim područjima u kojima je razvijeno intenzivno navodnjavanje. Gustina seoskog stanovništva u tim regijama nije manja od 300 do 500 stanovnika, a u određenim područjima dostiže vrijednost 1000 – 1500 st/km2. U isto vrijeme predjeli Centralne Azije i velike regije Jugozapadne Azije naseljeni su veoma rijetko, jer su ogromna prirodna prostranstva zahvaćena pustinjama i planinskim visočjem koja nemaju stalna naselja. Afrički kontinent je podjednako slabo naseljen. Najveću gustoću, izuzev nekoliko ostrva, ima Ruanda (160 st/km2), a najmanju Zapadna Sahara (0.3 st/km2). I na prostoru ovog kontinenta ispoljavaju se velike regionalne razlike u gustini naseljenosti. Tako u dolini rijeke Nila gustina stanovništva po km2 premašuje 1000 stanovnika, dok u ostalim dijelovima Egipta ona je u prosjeku, srazmjerno, mala, čak u nekim oblastima iznosi do 1.0 st/km2. U Sjevernoj i Južnoj Americi postoji dosta velika sličnost, kad je riječ o gustini naseljenosti, sa afričkim kontinentom. Razlike su evidentne kad je riječ o udjelu ruralnog stanovništva u ukupnom stanovništvu američkog i afričkog kontinenta. Tako, u Sjevernoj Americi udio urbanog stanovništva je dvostruko veći od ruralnog, što je za afrički kontinent obrnuta pojava. Najveću gustinu stanovništva na američkom kontinentu ima Centralna Amerika (Salvador – 192 st/km2), a najmanju Gvajana (0.7 st/km2) i Kanada (2.3 st/km2). Opšta karakteristika svih američkih zemalja je da po pravilu najveću gustinu stanovništva imaju primorski pojasevi, a da dosta brzo gustina stanovništva opada udaljavanjem od obale. Do danas su naseljena, gotovo, sva pogodna za život, zemljina prostranstva. Pogodni prirodni uslovi su istorijska kategorija. Tako, naprimjer, neke geografske regije koje su u prošlosti pružale nepovoljne životne uslove, danas su sve više osvojene od strane čovjeka. Na osnovu ukupne globalne ocjene na Zemlji susrećemo, uslovno govoreći, tri kategorije teritorija pogodnih za masovnije naseljavanje u bližoj budućnosti. Prvoj kategoriji pripadaju prostori sa povoljnim prirodno-geografskim uslovima bez potrebe uvođenja značajnijih inženjersko - meliorativnih zahvata i bez naročite aklimatizacije stanovništva u njima. Od ukupnih kopnenih površina (149 miliona km2) na ovu kategoriju otpada 64.4 miliona km2 i više od njene polovine (55 %) nalazi se u umjerenom geografskom pojasu. Drugoj kategoriji pripadaju pogodna prirodnogeografska prostranstva uz uvođenje značajnijih inženjersko - meliorativnih zahvata, bez posebne aklimatizacije i adaptacije stanovništva za život u tim prostorima. Ovoj kategoriji pripada 37.5 miliona km2 kopnenih površina.
Trećoj kategoriji pripadaju prirodna prostranstva koja karakterišu teški fiziološki uvjeti i na kojima se teško adaptira stanovništvo i pored opsežnih ekoloških poboljšanja. Ovoj kategoriji pripada 6,4 miliona km2 površina. Na ostale prostranstvene kategorije otpada 40.8 miliona km2, koje su u bližoj budućnosti nepodesne za masovno naseljavanje. Oko 2/3 ovih prostranstava nalazi se u polarnim i subpolarnim geografskim zonama. Međuzavisnost razmještaja stanovništva i prirodnogeografskih uslova izražava se, pored ostalog, i kroz stepen privrednog razvoja. Nivo razvoja proizvodnih snaga, smanjuje zavisnost naseljavanja od prirodnogeografskih uslova. Svjetsko stanovništvo je neravnomjerno raseljeno. Na jednoj strani se nalaze gusto naseljene regije u kojima prosječno živi više od 1000 st/km2, a nasuprot njima su prostori kopna praktično nenaseljeni. Ove površine se uglavnom nalaze u polarnim zonama i u visokoplaninskom pojasu, više od 5000 m nadmorske visine, osim onih na Tibetu i Peruu koji su rijetko naseljeni. Stalna naselja znatno su brojnija južno od 780 N i sjevernije od 540 S. U ovim geografskim zonama, u oblastima pustinja Centralne i Jugozapadne Azije i Sjeverne Amerike gotovo da nema stanovnika niti stalnih naselja. Tabela 13. Najmnogoljudnije zemlje svijeta 1950. godine i projekcija za 2050. godinu RANG I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
1950. godina KINA INDIJA SSSR SAD JAPAN INDONEZIJA PAKISTAN BRAZIL VELIKA BRITANIJA SR NJEMAČKA ITALIJA FRANCUSKA Izvor: Eberstadt (1977:10)
2050. godina INDIJA KINA PAKISTAN NIGERIJA SAD INDONEZIJA BRAZIL BANGLADEŠ ETIOPIJA DR KONGO IRAN MEKSIKO
Na najgušće naseljene regije svijeta otpada 7 % kopnenih površina, na kojima živi, gotovo 70% svih stanovnika svijeta. Pri tome 4/5 svjetskog stanovništva naseljava nizije do 500 m nadmorske visine. Na ove hipsografske prostore otpada nešto više od 1/4 ukupnih kopnenih površina. U Holandiji čak 2/5 ukupnog stanovništva živi na polderima od kojih većina leži u zonama depresija. Nasuprot ovim primjerima postoje zemlje u kojima više od 2/3 ukupnog stanovništva obitava na hipsometrijskim nivoima iznad 1000 m. Kao tipični predstavnik ovih zemalja su: Bolivija, Afganistan, Etiopija, Meksiko, Peru i dr. Jedan od uzroka neravnomjernog hipsometrijsko - pojasnog razmještaja stanovništva su znatna hipsometrijska kolebanja kontinentalnih masa: srednja hipsometrijska pojasnost Azije je 950 m, Sjeverne Amerike 720 -750 m, koliko je i u Africi, dok srednja hipsometrijska pojasnost Evrope je 300 m. Hipsometrijsko - pojasni faktor, svakako, nije jedini i osnovni uzrok naseljavanja pojedinih regija svijeta. Tako, naprimjer, srednja visina azijskog kontinenta, koja je uz to viša od
američkog kontinenta, nije uzrokovala visinsko - pojasnu koncentraciju stanovništva. Naime, većina azijskog stanovništva, njih oko 75% naseljava nizijska područja. Druga važna crta koja karakteriše razmještaj stanovništva i naselja je udaljenost od mora. U pojasu od 200 km od obale Svjetskog mora, što čini 16 % ukupnih kopnenih površina, skoncentrisana je polovina svjetskog stanovništva. Ovakva koncentracija stanovništva u primorskim zonama objašnjava se saobraćajnim prednostima i široko rasprostranjenim njizijama koje pružaju povoljne uslove za privredno iskorištavanje. U ovim dijelovima svijeta već je postalo pretijesno pa je u tim prostorima naglašeniji atak na životnu sredinu. Kad se razmatra gustina stanovnika, daleko je najteže stanje kod sagledavanja fiziološke gustoće stanovništva, što predstavlja odnos između broja stanovnika i obradivih površina. Tako je u periodu 1948-1952. godine pod obradivim površinama bilo 13.2 miliona km2 ili 8.86 % ukupne planetarne površine, da bi u 1979. godini bile povećane na 14.49 miliona km2 ili 9.72 %. Te godine pod obradivim površinama bilo je 10.81 % ukupnih svjetskih površina. Povećanje obradivih površina je gotovo neznatno u poređenju sa ukupnim porastom svjetskog stanovništva istog razdoblja. Ovo je svakako doprinijelo smanjenju obradivih površina sa 1.91 st/ha iz perioda 1948 - 1952. godine na 3.05 st/ha u 1979. godini. U navedenom periodu obradive površine po jednom stanovniku su se smanjile u prosjeku od 5235 m2 na 3278 m2 ili 37.3 %. Osim eventualnog povećanja fiziološke gustoće uočavaju se i velike regionalne razlike. Najveću fiziološku gustinu ima azijski kontinent 5.62 st/ha i Evropa 3.43 st/ha. Najmanju gustinu ima Okeanija, gdje jednom stanovniku prosječno pripada 2 ha obradivih površina. Prosjek od 3278 m2 obradivih površina iz 1979. godine uz agrotehološko pravilno i racionalno iskorištavanje moglo bi prehraniti i više od cjelokupnog broja današnje ljudske populacije. Međutim, u demografskoj literaturi su prisutni podaci da je gotovo 30 % svjetskog stanovništva danas slabo hranjeno, a da 10 % hronično trpi od nedovoljne i slabe ishranjenosti. Ovi pokazatelji su gotovo paradoksalni, ako se ima uvidu da se godišnje po stanovniku svijeta proizvodi 300 kg žitarica, 60 kg krompira, 20 kg šećera i 33 kg mesa. Ova količina proizvedenih namirnica je više nego dovoljna, pa je očigledno da postoje regije svijeta koje imaju previše hrane i da je potrebno uvesti pravilnu preraspodjelu prehrambenih proizvoda. Ukupne svjetske zalihe zemljišta su ograničene i procjenju se na oko 32 miliona km2. Podrazumijevajući pri ovome standardan način ishrane (žitarice, meso, mlijeko, povrće, voće i dr.) računa se da za egzistenciju našeg savremenika je potrebno oko 2000 m2 obradivih površina. Za visoki standard američki ekolozi računaju da je dovoljno 2 ha po jednom stanovniku obradivih površina, a od toga svega 0.6 ha je neophodno za proizvodnju hrane. Ovim površinama svakako treba dodati i oko 20 miliona km2 svjetskih pašnjaka. Kada bi se sadašnje i potencijalne oranične površine kultivisale i intenzivno obrađivale mogle bi prehraniti oko 16 milijardi ljudi. Ukoliko bi se svi svjetski pašnjaci agrarno iskoristili moglo bi se prehraniti još 10 milijardi, što bi ukupno iznosilo 26 milijardi ljudi. Slijedeći logiku racionalnog korišćenja agrarnih površina, što podrazumijeva osiguranje potrebne količine hrane za prosječnog stanovnika svijeta sa današnjih raspoživih površina koje su za trećinu manje od današnjih i uz intenzivno korišćenje hrane koju pruža Svjetski okean, onda bi Zemlja mogla prehraniti oko 100 milijardi ljudi.
5.2. URBANIZACIJA I ŽIVOTNA SREDINA 5.2.1. Osnovni tokovi urbanizacije svijeta Najaktivnija žarišta na relaciji priroda – društvo su urbane sredine. Od toga koliko će se uspješno rješavati uzajamni odnosi urbane prema prirodnoj sredini zavisi opstanak naselja, ljudske populacije i prirodne sredine uopće. Pojam urbanizacije različito se definiše. Prema urbanim geografima, pod urbanizacijom, u užem smislu, podrazumijeva se gomilanje stanovništva u velikim gradovima, dok urbanizacija, u užem smislu, znači prostorno širenje gradskih struktura prema periferiji i okupljanje u gradska naselja njihovih okruženja. Na osnovu ovoga proizilazi da urbanizacija predstavlja prostorni i demografski razvoj gradova, širenje gradskog načina života i predstavlja najvažniju prostornu kategoriju uzajamnosti društva i prirodne sredine. Glavni materijalni elementi naselja u hijerarhijskom nizu su urbani sistemi, gradovi, predgrađa, sela, zaseoci, saobraćajni čvorovi i sl. Svi oni predstavljaju međusobno prostorno funkcionalnu vezu i vezu sa prirodnom sredinom. Pod urbanim sistemom se podrazumijeva sistem, veza i odnosa kojima se ostvaruju interakcije u cirkulaciji ljudi, roba i informacija. Urbanizacija je vrlo stara pojava. Ljudi su živjeli u gradovima hiljadama godina prije razvoja modernih urbanih središta. Međutim, grad koji mi poznajemo relativno je nova društvena pojava. Prvo naselje na Zemlji je nastalo prije 10 do 12 hiljada godina kada su se javili prvi prastari zanati. Takva naselja brojala su 100 do 150 stanovnika i funkcionalno su za sebe vezala okruženje u radijusu od 3 do 4 km. Naselja su snažno uticala na mijenjanje biocenoza koje su pretvarane u agrobiocenoze. Prirodna okruženja u radijusu od 10 do 15 km oko prvih naselja su trpila daleko manja antropogena oštećenja u odnosu na današnja. Prvi gradovi su nastali prije 3000 godina kao posljedica teritorijalne organizacije i podjele rada, kao prostorna forma iskorištavanja prirode i njenih resursa, te trgovine i razmjene dobara. Pored toga, gradovi su bili ishodišta novih društvenoekonomskih odnosa i novog poretka. U njima su nicala robovlasnička društva. Od starih gradova treba spomenuti Babilon/Vavilon (Asirija) i Memfis (Egipat) koju su brojali po 80000 stanovnika, Kartagena 600 hiljada stanovnika, a Rim u doba Oktavijana, milion stanovnika. Osnovna odlika ovih gradova je nizak stepen društveno - ekonomskih odnosa i mala površina koju su zauzimali. Najočitiji primjer je Alekdandrija gje je živjelo oko 760 stanovnika po ha, odnosno Rim gdje je po jednom ha živjelo 1500 stanovnika. U novijim gradovima svijeta kao u Londonu gustina stanovnika po ha površine iznosila je 700, u Tokiju 920, a u New Yorku 1500 stanovnika. Gradovi su bili tijesno vezani za ruralna područja i zavisila su od seoske produktivnosti. Pritisak na prirodna urbana okruženja ogledala su se u intenzivnoj zemljoradnji što je uticalo na pojavu mozaičnog landšafta. Pored toga, za život u gradu je bilo potrebno omogućiti izvore života kao što je voda, koja je u Rim dovođena sa udaljenosti od 100 km. Ovaj prirodni resurs nije se racionalno iskorišćavao. Tako, naprimjer, svaki stanovnik užeg jezgra Rima dnevno je trošio 1000 litara vode . Ovo je 2 do 3 puta veća potrošnja od one koja se danas prosječno troši u nekim velikim svjetskim centrima. U to vrijeme u Rimu je bilo 11 gigantskih termi, i svaka od njih mogla je primiti 2500 ljudi, 850 kupališta i 1350 otvorenih gradskih česmi i fonatana. U srednjem vijeku, smjenom robovlasničkog feudalnim društveno - ekonomskim poretkom, nastao je novi tip gradova; grad - utvrđenje okružen visokim odbrambenim zidinama. Ulaz u njih bio je moguć samo kroz nekoliko dobro utvrđenih i kontrolisanih vrata. Građeni su neplanski i
nepravilnih ulica. Gradovi, zamkovi feuda, bili su gusto raspoređeni po dotičnoj teritoriji. Svaki ovaj zamak bio je potencijalni začetak novog grada. Glavni centri nalazili su se na mjestima putnih čvorišta u kojima je cvjetala razmjena dobara – trgovišta. Najveći iz njih formirali su se kao glavni politički, administrativni i trgovački centri. Srednjovjekovni gradovi, po pravilu, nisu bili brojni i imali su rijetko nekoliko hiljada stanovnika. Brojčani odnos tih gradova se najbolje može vidjeti na primjerima Pariza i Londona iz XIV vijeka u kojima je živjelo oko 100 hiljada, odnosno 300 hiljada stanovnika. Najveću gustinu stanovništva imalo je središte grada – trg (grč. Agora, rim. Forum), koja je naglo opadala prema periferiji. U predindustrijskim gradovima privilegovana klasa živjela je u centru, dok je siromašno stanovništvo bilo koncentrisano po periferiji. Feudalno privređivanje bilo je zasnovano na ekstenzivnoj privredi, osvajanju prirodnih resursa i disperznom djelovanju na prirodnu sredinu. Tokom srednjeg vijeka pojedine prirodne zone, zbog nepovoljnosti za život, ostale su netaknute i služile su kao velike biosferne rezerve za naredni period. Takav primjer su tropske i etažne šume cijele planete. Kvalitativno nova etapa u uzajamnom odnosu društva prema prirodnoj sredini javila se u prelazu od feudalizma ka kapitalizmu. Industrijaka revolucija koja je svoj puni zamah dobila u vrijeme velikih geografskih otkrića dovela je od jačanja pojedinih centara i stvaranja velikih gradskih aglomeracija. U uslovima industrijske revolucije nastaje industrijski grad, kao posljedica snažne podjele rada, socijalnog prestruktuiranja i prostorne mobilnosti stanovništva. Prostornu strukturu industrijskog grada, prije svega, karakteriše pravilan raspored ulica kao posljedica planskog razvoja. U gradovima se osnivaju razne industrijske grane, sa velikim brojem fabričkih dimnjaka, sa novim tehnološkim postrojenjima što je svakako imalo svog odraza na prirodnu sredinu. Gotovo niko se u to vrijeme nije zapitao kakve će negativne posljedice iz takvog procvata industrije proizaći. S početkom XIX vijeka uzajamni odnosi i veze sa okolinom bitno se mijenjaju. Ruše se odbrambene zidine, grade se željezničke stanice, a pruge se centripetalno usmjeravaju od centra prema interesnim područjima. Na obalama mora i okeana se razvijaju lučko - primorske baze privlačeći prekookeanske brodove, robu iz zaleđa i prerađivačku industriju. Tako otvorenost i saobraćaj postaju novi limitirajući faktori rasta i razvoja gradova i uopšte urbanizacije jedne zemlje. Industrija, posebno metalurgija, dislocira se na ivicu grada i u povoljna saobraćajna mjesta. Ova privredna grana sve više privlači radnu snagu koja, uglavnom potiče sa sela. Na taj način nastaje proces deruralizacije, a grad se napuhuje - gonflira. Ovom spregom grada sa okolinom nastaju novi kvalitativni odnosi u naseljenom i urbanizovanom prostoru. Deruralizacija i deagrarizacija uticali su na narastanje gradova i depopulisanje ruralnih područja. U razvijenim zemljama svijeta ovaj proces je podavno uznapredovao pa su se oko gradova razvila gradska naselja čija su jezgra nekada bila ruralna. To su satelitska naselja – trabanti. Ovi procesi značajno su se odrazili na brzo narastanje, posebno velikih gradova. Tako je već 1800. godine London imao preko milion stanovnika, a 1850. godine taj broj je dostigao Pariz. Stanovništvo Beča od 1846. do 1880. godine poraslo je sa 400000 na 700000, a Berlin sa 378 hiljada u 1849. godini povećalo se na gotovo milion satovnika u 1875. godini. Još brži porast imali su neki tipično industrijski gradovi, kao što su Linc i Mančester u Engleskoj. Početkom XX vijeka 12 gradova imalo je više od jednog miliona stanovnika, a 1975. u svijetu je bilo 190 milionskih gradova. Brzo narastanje gradova posebno je bilo izraženo u Engleskoj, Francuskoj, SAD, Njemačkoj i drugim razvijenim zemljama svijeta. U eri velikog razvoja svjetskih gradova početkom XX vijeka zabilježena je neplanska izgradnja posebno krupnih rad(io)ničkih četvrti industrijskih centara kao što su Mančester, Birmingem, Lion i dr., što je imalo nesagledive
posljedice u pojavi novih oboljenja kao posljedica nehigijenskih uslova i neplanske izgradnje. To je vrijeme stvaranja tehnogene sredine i mračnih landšafta. Bez obzira na iskazane probleme koje je pričinjavala industrija u gradovima, oni su i dalje ostali najprivlačnija mjesta za razvoj ove privredne grane. Savremeni trend ukazuje na dislokaciju industrije iz centralnih urbanih u prigradske i šire prostore gradske regije. Tako, industrija visokih tehnologija je okupljena u tzv. industrijske parkove, koje često nazivamo tehnoparkovima. Najstraiji takav park je Silicon Valley – Silicijska dolina - u dolini Santa Klare (Clara) nedaleko od univerziteta u Stanfordu, a u sklopu je velikog metropolitskog područja San Franciska. Njihove ekološke vrijednosti su velike jer u njima preovlađuju zelene površine koje okružuju objekte namijenjene istraživanjima i proizvodnji. 5.2.2. Savremene etape urbanizacije Naučno - tehnička revolucija započeta 50-ih godina XX vijeka, koja se odlikovala jakim razvojem industrije, visokom produkcijom poljoprivredne proizvodnje i visokom produktivnošću iz oblasti tehnologije i automatizacije, imala je velike korijene u geografskim otkrićima i burnim razvojem proizvodnih snaga. Ona je našla svog odraza u atomskoj fizici, hemiji, biologiji i osvajanju kosmičkih prostranstava. Pored toga, po strani nije ostao nimalo značajan fenomen urbanizacije, koja se ogledala u napredovanju i narastanju brojnih gradova u gradske urbanizacije u cjelosti. Porast gradske populacije u svijetu bio je vrlo raznolik što je zapravo odraz nivoa i tempa društvenoekonomskih odnosa i industrijskog razvoja pojedinih regija i kontinenata. Postoji uzajamna korelativna veza između ekonomskog razvoja i stepena urbanizacije. Što je kraće razdoblje urbanizacije, burniji su tokovi urbanizacije. Pregledi OUN pokazuju kako stepen urbanizacije u velikoj mjeri prati nacionalni dohodak po stanovniku. Ovaj trend se najbolje može pratiti prema podacima Svjetske banke gdje su zemlje svijeta podijeljene u pet grupa: zemlje sa niskim dohotkom (33 zemlje) imaju prosječni stepen urbanizacije od 17 %, zemlje sa srednjim dohotkom (ima ih 63) imaju prosjek urbanizacije od 45 %, industrijske zemlje istočne Evrope (bilo ih je 6) imaju srednji stepen urbanizacije od 62 %, zemlje izvoznice nafte s visokim dohotkom (ima ih 4) imaju prosječni stepen urbanizacije 66 % i razvijene zemlje sa tržišnom ekonomijom (ukupno njih 19) posjeduju prosjek stepena urbanizacije od 78 %. Izuzetak ovog pravila čine zemlje Latinske Amerike u kojima se bilježi veliki stepen urbanizacije, veći od 65 % i ne odgovara nacionalnom dohotku po stanovniku. Ovaj tip urbanizacije se naziva „siromašna urbanizacija“. Tabela 14. Udio stanovništva gradova sa 100 000 i više stanovnika u ukupnom stanovništvu kontinenata u periodu od 1800 – 1970. god. (u%) KONTINENT Evropa Azija Afrika Amerika Australija SVIJET
1800. 2.9 1.6 0.3 0.4 1.7
1850. 1900. 4.9 11.9 1.7 2.1 0.2 1.1 3.0 12.8 21.7 2.3 5.5 Izvor podataka: Matas M. et al., 1989
1950. 19.9 7.5 5.2 22.6 3.9 12.1
1960. 20.6 12.3 8.1 42.0 43.3 19.9
1970. 35.8 15.6 11.2 42.8 48.7 23.2
Stope rasta urbanizacije u nerazvijenim zemljama uglavnom su veće od stope rasta nacionalnog dohotka i privrednog razvoja, a u apsolutnom smislu mnogo veće nego u razvijenim zemljama u periodu njihovog industrijskog razvoja. Regionalne i kontinentalne razlike u tempu porasta gradskog stanovništva vidljive su u Tabeli 14. Nešto viši tempo urbanizacije bilježe zemlje u razvoju, posebno zemlje Azije i Afrike, gdje je uloga gradskog stanovništva još uvijek zanemarljiva. Intenzivniju stopu urbanizacije bilježi i Latinska Amerika, gdje je uloga gradskog stanovništva nekoliko puta veća od seoskog. U velikim evropskim zemljama uloga gradskog stanovništva obuhvata 2/3 ukupnog stanovništva. U osto vrijeme u Albaniji i bivšoj Jugoslaviji stepen urbanizacije je bio dosta nizak i obuhvatao je nešto više od 1/3 ukupnog stanovništva tih zemalja. Stepen urbanizacije Bosne i Hercegovine u 1981. godini, u poređenju sa svjetskim trendom je relativno nizak i iznosio je 34.2 %. Međutim, broj naselja gradskog tipa bio je dosta visok. Svojim razvojem se ističu Sarajevo, Mostar, Banja Luka, Zenica, Tuzla i nekoliko drugih gradova. Većina ostalih naselja gradskog tipa u Bosni i Hercegovini zanemarljiva su po broju stanovnika i privrednom značaju. Gotovo polovina gradskih naselja imala je manje od 2000 stanovnika. U poređenju sa 1971. godinom u Bosni i Hercegovini broj gradskih naselja povećao se za 108 ili 57.4 %. Među novim gradskim naseljima je 59 bivših mješovitih naselja i 49 nekadašnjih seoskih naselja. U tom periodu je najviše proglašeno gradskih naselja u sarajevskim opštnama (ukupno 82), među kojima je znatan broj i takvih koja imaju manje od 100 stanovnika. U Africi i Aziji, u cjelini gledano, stepen urbanizacije je srazmjerno nizak, dok u pojedinim razvijenim i visokorazvijenim zemljama proces urbanizacije je dosta visok: u Japanu udio gradskog u ukupnom stanovništvu iznosi 72 %, u Iraku – 63 %, u Alžiru 52 %, u Južnoafričkoj Republici – 48 %, u Siriji i Egiptu po 45 % itd. Približno polovina država u svijetu bilježi natprosječni stepen svjetske urbanizacije, a druga polovina ima niži stepen urbanizacije od svjetskog prosjeka. Tako u Evropi do 1980. godine postojale su samo tri zemlje (među kojima i bivša Jugoslavija), što je 1/10 svih evropskih zemalja, čija je stopa urbanizacije niža od svjetskog prosjeka: u Americi takvih zemalja bilo je 8, što je manje od svih zemalja tog kontinenta, u Aziji 22 zemlje što je polovina svih azijskih zemalja; u Africi 45 zemalja, što je gotovo 9/10 svih afričkih zemalja. Veoma važan pokazatelj stepena urbanizacije, pored brojnosti gradskog stanovništva, je udio naselja sa više od 100 000 stanovnika. U 1900. godini u svijetu je bilo 360 takvih naselja, u 1950. godini bilo ih je 1000, a već početkom 70-ih godina ovog stoljeća bilo ih je 1850. Prema podacima posljednjih decenija udio gradskog stanovništva u visokorazvijenim zemljama Evrope se smanjuje, a posebno u Njemačkoj, Velikoj Britaniji, Belgiji, Švedskoj i Švicarskoj. Omom smanjenju doprinosi nekoliko činjenica. Sve visokorazvijene zemlje odlikuju se niskim prirodnim prirastom stanovništva. Pored toga u nekim velikim gradovima Evrope smrtnost starog stanovništva prevazilazi broj novorođenih. Velika saobraćajna povezanost u tim zemljama utiče na dnevne migracije grad - selo. Prigradska sela - „gradove spavače“, uglavnom nastanjuju radnici koji su napustili gradove radi sve većeg zagađenja tih gradova. Proces razvitka savremenih urbanih aglomeracija ne odlikuje se samo prostim proširenjem postojećih gradova. Gradovi se mijenjaju i u smislu kvalitativnih promjena. Niču brojni gigantski metropolitski gradovi sa višemilionskim stanovništvom. Gradske teritorije zahvataju velike površine oko kojih se stvaraju ogromne prigradske urbanizovane i neurbanizovane zone. Gradovi sa prigradskim naseljima međusobno su spojeni u urbanu regiju koja zahvata više hiljada km2. Tako u SAD na atlantskoj obali nastale su brojne urbane regije, koje zahvataju površinu od oko 150000 km2, i na kojima živi više od 40 miliona stanovnika. Srastanjem velikih gradova nastale
su konurbacije (Boston, New York, Filadelfija, Baltimore, Washington itd.). U SAD već sada funkcionišu tri gigantske urbane regije i to: BOSVAŠ (Boston-Washington), sa 80 miliona stanovnika; ČIPITS (Chicago-Pittsburgh), sa 40 miliona stanovnika i SANSAN (San Francisco i San Diego) sa 20 miliona stanovnika. Na tihookeanskim obalama Japana u fazi sjedinjavanja nalaze se gradske aglomeracije Tokya, Jokohame, Kita, Nagoye, Osake i Kobea sa ukupno 60 miliona ljudi što je polovina ukupnog stanovništva Japana. Mnogomilionske konurbacije stvaraju se i u Njemačkoj (Rurska oblast), a u Engleskoj (Londonska i Birmingemska oblast) u Holandiji (Ranstad-Holand) itd. Srastanjem urbanih sistema u megalopolise bit će glavno obilježje narednog stoljeća. Prema proračunima urbanih geografa broj megalopolisa sa 18, koliko ih je bilo u 1970. godini, brzo će narasti na 163 s početkom XXI vijeka, u kojem će živjeti preko 50 % svjetskog stanovništva. Već sredinom XX vijeka porast svjetskog gradskog stanovništva poprimio je takve razmjere da se često naziva „velikim preseljenjem naroda XX vijeka“. Po proračunu komisije za stanovništvo svijeta pri Ekonomskom i socijalnom savjetu OUN, gradska naselja u svijetu od 1920. do 1960. godine povećala su se za više od 2 puta, a od 1960. do 2000. godine gradsko stanovništvo će narasti za više od tri puta i brojat će više od 3.0 milijarde ljudi, što čini 51 % svjetske populacije. Urbanizacije je višestruku proces koja ima uporište u naučnim raspravama u ekonomiji, profesionalnoj strukturi društva i procesu ukupnog društvenog razvoja. Urbanizacija je proces koji je tijesno povezan sa naučno-tehničkom revolucijom XX vijeka. Tempo urbanizacije je i socijalnogeografski fenomen koji je usko vezan sa društvenim uređenjem i političkim stanjem jedne zemlje i zavisi u mnogome od društvenih tokova. Tabela 15. Deset najvećih svjetskih gradova (aglomeracija) 1960, 2000. i 2015. godine (u milionima stanovnika) 1960. New York London Tokio Pariz Moskva Šangaj Rajna – Rur Buenos Aires Čikago Kalkuta
Stanovništvo 12.3 8.7 6.9 5.4 5.4 5.3 5.3 5.0 4.9 4.4
2000.
Stanovništvo
Tokio 27.9 Mumbai (Bombaj) 18.1 Sao Paulo 17.8 Šangaj 17.2 New York 16.6 Siudad de Meksiko 16.4 Bejing (Peking) 14.2 Džakarta 14.1 Lagos 13.5 Los Anđeles 13,1 Izvor: Pacione, 2001.
2015. Tokio Mumbai Lagos Šangaj Džakarta Sao Paulo Karači Bejing Daka (Dhaka) Siudad de Meksiko
Stanovništvo 28.7 27.4 24.4 23.4 21.2 20.8 20.6 19.4 19.0 18.8
Gradskim aglomeracijama, urbanim regijama i urbanim sistemima su snažno izmijenjeni areali prirodne sredine i zamijenjeni su tehnogenim sistemima. Ovakvim preobražajem prirodne sredine dalekosežno se odražava na preobražaj i drugih njenih komponenata što dovodi do narušavanja prirodne ravnoteže. 5.2.3. Geografske posljedice urbanizacije Posljedice brze i česte neracionalne urbanizacije u svijetu i kod nas su intenzivne i mnogoznačne. Urbanizacijom je naglašena neracionalna potrošnja ograničenog prostora naročito
produktivnog poljoprivrednog tla čije su površine na Zemlji ograničene. Urbanizovane zone i industrijski gradovi značajno i veoma opasno ugrožavaju kvalitet životne sredine i njenih komponentnih dijelova zraka, vode (podzemne i površinske), produktivnog tla, biljnih i životinjskih vrsta. Pored toga, nekontrolisan rast gradova i urbanih sistema, kako po horizontali, tako i po vretikali značajno utiču na izmjenu mikroklimatskih obilježja i drugih prirodnih vrijednosti, vodi dehumanizaciji života, različitim tjeskobama, napetostima i drugim sociološkim i psihološkim poremećajima. Širenjem starih i gradnjom novih urbanih cjelina, ogromni poljoprivredni produktivni prostori zamijenjeni su novim tehničkim sistemima kao što su: beton, plastika, čelik i drugim sadržajima. Na tim, danas nepovratno izgubljenim i uništenim, prostorima zasnivao se razvoj a i preživljavanje stanovništva predindustrijskog perioda. Gradovi su nekada najdirektnije ovisili o prigradskim i prostorima ruralnog okruženja koja su ujedno činili granice razvoja tadašnjih gradova. Odbrambene zidine starih srednjovekovnih gradova nisu pružale samo zaštitu od eventualnih napadača već su, također, osiguravale grad od rasta iznad granice kapaciteta okolnog prostora. Stari Babilon/Vavilon, na primjer, obuhvatao je površinu od samo 8.3 km2, dok je prostor srednjovekovnog Londona okruženog zidinama zahvatao površinu 150 puta manju od današnjeg.
Slika 11. Upoređivanje urbanizacije u razvijenim zemljama i zemljama u razvoju (Izvor: www.faculty.fairfield.edu) Poznata iznimka ovom pravilu bio je stari Rim. On je na vrhuncu svoje moći imao oko milion stanovnika. Njegov brzi urbani uspon nije se zasnivao na ruralnoj okolini, već na plijenu u osvajačkim pohodima po susjednim evropskim zemljama, zemljama Bliskog istoka i sjeverne Afrike. U fazi jenjavanja osvajačkih pohoda, i smanjenja priticaja ratnog plijena, Rim počinje gubiti tendenciju brzog rasta. Na kraju je prenaseljeni grad doživio unutrašnji i vanjski slom, vrativši se nakon vojnog poraza u urboekološku ravnotežu s vlastitom okolinom. U njemu je nakon pada živjelo 30000 stanovnika. Rimski kosmopolis171 uništio je onaj isti proces na kojem se temeljio njegov razvoj u doba prosperiteta.
171
Kosmo (grč.kόsmos – svijet), polis (grč.pόlis - u staroj Grčkoj grad – država)
Savremeni gradovi su u sličnim stanjima kao i Rim u periodu svog uspona. Oni se održavaju zahvaljujući materijalnim dobrima iz udaljenih dijelova svijeta, a rijetko, samo neki iz svog okruženja. Savremeni gradovi su podložni slomu i raspadu zbog razvoja koji je prerastao proizvodne mogućnosti njihove materijalne i energetske proizvodnje i orijentacije na manje sigurne šire regionalne i svjetske izvore. Savremenom urbanom centru sa jednim milionom stanovnika za normalnu dnevnu opskrbu njegovog stanovništva porebno je 2 miliona kg hrane koja se, zbog iscrpnosti ili nepostojanja agrarne okoline, mora dovoziti iz udaljenih područja, a za to su potrebne dodatne količine energije. Urbani i drugi sociotehnogeni sistemi na Zemlji zauzimaju oko 2.5 do 3 % ukupne kopnene površine. Ovaj podatak je samo trenutačan i stalno se povećava. Tako, naprimjer, u SAD samo u posljednjih 10 godina172 za potrebe urbanih teritorija otuđeno je oko 30 miliona ha poljoprivrednog zemljišta. U bivšem SSSR-u u periodu od 1961. do 1971. godine urbani tehnogeni sistemi nepovratno su odnijeli 30 % ukupnih obradivih površina. Svakog dana se za urbane potrebe uzurpira 2000 ha agrarnih površina, a ako se ovom dodaju i uzurpirane površine pod šumama onda je ta brojka daleko veća. Predviđa se da će u 2000. godini oko 15 % cjelokupnog kopna, direktno i indirektno, biti uzurpirano urbanim sistemima. Ukoliko se zadrži ovakav tempo urbanizacije za oko 150 godina svaki stanovnik planete raspolagaće tek sa 0.5 ha obradivog kopna. Problem otkrivanja i prilagođavanja novoosvojenih teritorija za urbane potrebe je najaktuelniji svijetski problem, posebno u visokourbanizovanim zemljama svijeta. Tako, naprimjer, na svakog stanovnika Holandije dolazi 0.25 ha urbanih i ruralnih sredina, uključujući tu i površine nacionalnih parkova. Proces otimanja zemlje od mora se nastavlja, pa se pretpostavlja da će u 2000. godini svaki drugi stanovnik Holandije živjeti na polderima zemljištu „otkinutom“ od mora. Negativne posljedice gubitka poljoprivrednih površina sve su očitije i u gradovima Bosne i Hercegovine, posebno onim većim i onim koje se brže šire. Ovo se prije svega odnosi na okruženje industrijskih gradova i naselja, čija ruralna okolina zbog nepovoljnog reljefa i geoloških uslova oskudijeva ziratnim površinama.173 Ovo je znatno izraženo u kraškim područjima, u kojima su ziratna zemljišta veoma vezana za flišne i verfenske zone. Urbanizovane regije su najveći potrošači energenata, a time najveći zagađivači okoline. Potrošačka energetska postrojenja kao kućna ložišta i sl. izbacuju različite polutante kao što su plinovi i čvrste materije. Od ovih polutanata iznad gradova se formiraju gusti slojevi dima, koji sa maglom obrazuju smog.174 Smog, sa velikom koncentracijom ugljendioksida i drugih otrovnih gasova, svojevremeno je bio karakterističan za engleska industrijska područja, a posebno za London u kojem 1952. godine od posljedica takve magle, umrlo je 4000 stanovnika. I brojni gradovi u Bosni i Hercegovini, među kojima posebno Zenica i Sarajevo, pretežno u hladnijem periodu godine odlikuju se velikom koncentracijom otrovnih polutanata u atmosferi. Ova koncentracija često po nekoliko puta prevazilazi dozvoljene doze. Velike koncentracije otrovnih polutanata u atmosferi iznad nekih urbanih cjelina u Bosni i Hercegovini posljedica su visokotonažne procesne tehnologije i morfološkog sklopa u kojim se ti gradovi nalaze. Prirodno provjetravanje ovih kotlinskih urbanih sistema je u vrijeme stabilne atmosfere gotovo zanemarujuće zbog čega se u hladnijem periodu godine javljaju temperaturne inverzije koje 172
Odnosi se na period 1990 – 2000. god. Ziratna zemlja – zemlja dobra za oranje, oranica 174 Smog (engl. smo(ke) – dim; (f)og – magla) – vazduh koji je u većem obimu zagađen sagorjevanjem raznih materija (naftnih derivata, uglja i sl. 173
mogu da traju, nekada, kontinuirano i do 15 dana. U tom razdoblju koncentracija štetnih polutanata se znatno povećava. Sistem antropogenog monitoringa u Zenici, na primjer, pokazao je koncentraciju SO2 u atmosferi dva puta veću od maksimalno dozvoljene. Zasićenost zeničke atmosfere u predratnom razdoblju sa SO2 bila je veća za 300 mg/m3 od prosječno dozvoljene u trajanju od 77 dana iako je takva koncentracija po svjetskim mjerilima dozvoljena najviše 18 dana. Prosječna godišnja koncentracija SO2 u zraku iznad Zenice iznosila je 0.184 do 0.221 mg/m3 zraka, što je znatno viša od dopuštenih normi. Koncentracija lebdećih čestica u zeničkom zraku u svim mjesecima veća je od dopuštenog prosjeka i iznosila je 0.11 mg/m3 zraka. Količina taložnog praha u Zenici u prosjeku iznosi 805 mg/m3, a norme za industrijska područja dozvoljavaju najviše 450 mg/m3. U taložnom prahu hemijski se izdvajaju polutanti teških metala: olova, kadmija i nekih drugih toksičnih polutanata. Prema katastru, emisija zagađivača zraka u Zenici, Željezara „Zenica“ je ispuštala godišnje u atmosferu oko 75000 t prašine, 85 milijardi m3 gasova i oko 228 miliona m3 dima. Navedene količine zagađivača ispuštaju se iz približno 130 dimnjaka, čija je visina od 100 do 150 m, što nije dovoljno za disperziju štetnih polutanata iznad inverznog sloja. Zapremina zeničke kotline iznosi oko 0.4 · 109 m3, a u nju se ispušta približno 1.9 · 109 po metru kubnom dimnih gasova, što u uslovima termičke inverzije i slabog provjetravanja vrlo loše se odražava na kvalitet sredine i čovječje zdravlje. Negativne posljedice zagađenosti atmosfere prisutne su i u drugim urbanim centrima Bosne i Hercegovine zbog neplanske izgradnje visokotonažne procesne tehnologije, posebno u njenim dolinsko - kotlinskim područjima. Velike količine čvrstih polutanata, para i gasova ispuštaju se u atmosferu iznad urbanih sredina koji smanjuju broj sunčanih dana za oko 5 do 15 % u odnosu na ruralne sredine. Jedan od velikog problema viševjekovnog postojanja gradova u prirodnoj sredini je stvaranje „kulturnog sloja“ koji nastaje od premještanja, ravnanja i nanošenja novih antropogenih reljefnih naslaga. Tako, naprimjer, „kulturni sloj“ u Moskvi doseže moćnost, u prosjeku 20 m. Ovim antropogenih zahvatima narušava se mreža podzemnih izdanskih voda, što proizvodi depresiju površinskih voda i pedološkog sloja. Propadanje gradske površine u Londonu i Moskvi iznosi 0.3 m, Tokiju 3.5 m, Meksiku 7.6 m itd. Osim toga, u velikim gradskim aglomeracijama narušava se stanje normalne površinske riječne mreže koja se stalno dezorganizuje. Tako je u Moskvi nastalo više od 100 manjih tokova oko 700 jezera, bara i močvara. Pored dezorganizacije površinske riječne mreže kulturnim slojem, velika koncentracija stanovništva i proizvodnih pogona u gradskim naseljima uveliko se odražava na vodne sisteme. Većina urbanih sistema nastajala je u područjima koja su bogata vodom. Međutim, u brzini kojom su se širili i narastali (prerastali) iz malih u velike gradove, posebno nakon industrijske revolucije, osjećao se nedostatak vodnih resursa. Kanalizacijiski uređaji u urbanim sredinama svakodnevno u riječne recipijente unose obilje organskog i suspendovanog mulja i dr. otpadaka. Riječni tokovi koji protiču kroz urbane centre najčešće su otpadni kanali. Gradski riječni tokovi se vrlo negativno odražavaju na ukupni riječni sistem kojem pripada. Gotovi svi veći vodni sistemi su opterećeni štetnim polutantima i pripadaju trećoj ili četvrtvoj kategoriji zagađenosti. Među problemima koji smanjuju kvalitet životne sredine u urbanim sredinama su svakako i velike gužve. Gradske sredine, posebno veća makroregionalna središta i svjetske metropole opterećene su velikom koncentracijom ljudi na jedinici površine. Na jednom km2 površine u velikim urbanim centrima živi nekoliko hiljada stanovnika.Tako, naprimjer u Parizu na km2 površine živi 25000 stanovnika, Tokiju 18000, Njujorku 13000, Londonu 10000 stanovnika
itd. Velike gužve uslovljavaju sporu cikrulaciju ljudi i saobraćajnih vozila. Saobraćajne gužve u gradovima su redovne pojave. Posebno velika saobraćajna zakrčenost nastaje u vrijeme dolaska i odlaska radnika sa radnih mjesta. Saobraćajna opterećenost ulica smanjuje brzinu kretanja automobila. Tako je srednja brzina 75000 vozila koja se kreću ulicama Pariza iznosi 13.8 km/sat. Izračunato je da bi povećani broj vozila za još 114000 smanjio prosječnu brzinu na oko 8.9 km. Gradski stanovnici redovno sklapaju manji broj prijateljstava nego stanovnici ruralnih oblasti. Veliki je broj stanovnika u urbanim sredinama koji se stvarno poznaju, ali međusobno ne komuniciraju. Ovo se posebno odnosi na susjede iz iste ulice ili istog ulaza jednog nebodera. Međusobne komunikacije među stanovnicima u gradovima su iznimka bez formalnog predstavljanja. Veliki urbani sistemi redovito imaju viši procenat ubistava i razbojništva od manjih gradova. Tako, naprimjer, u manjim gradovima s 25000 stanovnika broj ubistava na 1000 stanovnika iznosi 0.57, a u gradovima sa milion stanovnika 2.92. U gradovima sa 100000 stanovnika prosječno ima 300 razbojništva u toku godine, a u gradovima s više od milion stanovnika broj istih pojava iznosi 12000. Većina gradskih naselja, zbog spontanog i nekontrolisanog razvoja, siromašni su zelenim površinama, značajnih za fizičko i psihičko zdravlje čovjeka. Zelene površine u Moskvi iznose 28 m2 po jednom stanovniku, u Beču 25 m2/st., Berlinu 13 m27st., Londonu 9 m2/st. itd. Poseban problem urbanizacije su zahvati koji negiraju tradicionalnu prepoznatljivost okoline, što je posljedica primarne standardizacije stilova u gradnji pojedinih objekata ili gradskih četvrti. U nedavnoj prošlosti na prvi pogled su se prepoznavali i razlikovali urbani sistemi po stilovima kao što su, na primjer, gradovi primorskog, kontinentalnog, nizijskog ili gradovi orijentalnog tipa. Očit primjer uvođenja novih urbanih tehnologija i stilova je Sarajevo i Mostar gdje se na malom prostoru uočavaju tradicionalne orijentalne građevine i novi urbani stilovi koji, pored ostalog, odudaraju od prirodnog ambijenta. Građevine u predbetonskoj eri sazdane su, u prvom redu, od domaćih materijala, koji su uostalom i najviše odgovarali fizionomskim i funkcionalnim zahtjevima lokalne sredine. Primjenom jeftinijeg i brzog betonskog građevinarstva, nestala je lokalna prepoznatljivost i vizuelna originalnost savremenog građevinarstva. Ne postoji velika razlika između tradicionalno različitih prostornih prepoznatljivih stilova. Izmijenjeni stilovi su zamijenjeni novim često lokalnim zahtijevima, pa se bez ikakvih dvoumljenja može govoriti o vizuelnoj degradaciji sredine. Čovjek je, posebno u ranoj fazi graditeljstva, stremio da gradove u urbane cjeline uklopi u prirodno okruženje. Tokom razvoja urbanizacije ti gradovi su prerasli kapacaitet svog prirodnog okruženja. Istina postoje gradovi, posebno u aridnim zonama, koji daleko više pružaju nego prirodna sredina. Gradovi u surovim prirodnim uslovima se javljaju kao interzonalni areali povoljni za život i znatno se razlikuju od svojih surovih okruženja. Oni uspješno demostriraju uspjeh čovječjeg razuma, uključujući i dostignuća nauke i tehnologije i „pobjedu“ čovjeka nad prirodom. Takvih gradova danas u svijetu je ne mali broj. Posebno se ističu gradovi u Sibiru: Noriljask, Murmansk, Magada, Ševčenko i dr. 5.2.4. Urbani sistemi – pretpostavka optimizacije društva i prirode U biosfernom prilazu na relaciji uzajamnog odnosa prirode i urbanih sistema ne postoji jasno razrađen i naučno usvojen univerzalni koncept. Nemoguće se, na primjer, složiti sa zagovornicima koncepcije ekumenopolisa „svjetskog grada“ kojeg zagovaraju neki urbanisti. Urbanizovana sredina i prirodna sredina su suprostavljene kategorije koje se međusobno ne
isključuju, kod kojih postoji jedno važno svojstvo, a proizilazi iz socijalne suštine – veći grad proizvodi veću devastaciju prirodne sredine. Time je nametnut oštro suprostavljeni proces urbanizacije i otuđene prirodne sredine. Ovaj odnos je naročito prisutan u razradama kod ekologa „alarmista“ koji ne vide niti jedan put u rješavanju nagomilanih problema između prirodne sredine i društva osim zaustavljanja progresa, rasta krupnih gradova i ubrzanja stabilizacije brojnosti stanovnika svijeta. Potpuno suprotna mišljenja su kod nekih naučnika koji zagovaraju da se prirodna sredina jedino može sačuvati samo zahvaljujući planskoj urbanizaciji. Ovo mišljenje se zasniva na urbanizaciji kao progresivnom procesu svestranog razvitka društva i prirode. Urbanizacija predstavlja složen proces planiranja koji u sebi uključuje specijaliste raznih profila. Razumno poimanje razvoja urbocenoza, na primjer, i njihovo svestrano istraživanje i povezanost sa biocenozama je bezuvjetno neophodno. Računa se da priroda može biti očuvana samo zahvaljujući planskoj urbanizaciji, što pretpostavlja uspostavljanje ravnoteže između urbanizacije sa naučno - tehničkim i urbanizacije sa socijalno - ekonomskim progresom. Urbanizacija u dovoljnoj mjeri slijedi naučno - tehnički progres i njegov dalji razvoj – ona ga pretpostavlja. Naučno - tehnička revolucija i urbanizacija u suštini predstavljaju progresivne tokove, koji mogu imati i negativne uticaje na životnu sredinu. Zbog toga je neophodno planirati urbane sisteme koji će u najmanjoj mogućoj mjeri učestvovati u izmjeni prirodne sredine i njenih svojstava. Saglasno tome mišljenju rašireno je saznanje totalne svjetske urbanizacije, a ne samo postojećih urbanih sistema. Urbane sisteme je potrebno međusobno povezati u krupne urbane funkcionalne regije i ujedno zaštititi neurbanizovane teritorije u čisto prirodnim ambijentima. Pored toga, primjena ekoloških uslova u urbanizovanim teritorijama je neostvarljiva bez racionalizacije bilansa među teritorijama različite namjene; od krajnje urbanizovanih do zaštićenih prirodnih landšafta. Ovakav pravac stavar ravnotežu stanja, među krajnje suprotnim pojavama našla su primjenu u uravnoteženju negativnih urbanih efekata sa prigradskim prirodnim ambijentima tipa parkova za masovni odmor i rekreaciju, do nacionalnih parkova i rezervata prirode. Povećanje broja automobila pospješuje migratornu mobilnost stanovništva čime se šire zone dostupnosti prirodnim landšaftima. Ukorak sa razvojem automobilizma raste potreba za modernizacijom postojeće i izgradnjom novih saobraćajnica čime se znatno narušava doskorašnja postojanost prirodnih sistema. Na taj način urbanizacija, posredno i negativno, se odražava na razvoj prirodne sredine. Ovo nikako ne znači da je urbanizacija ukupne teritorije opšte prihvatljivo rješenje očuvanja kvaliteta prirodne sredine, već jedan od prijedloga iskorištavanja prednosti takvog procesa. Pri ovome, važno je regulisati uzajamne odnose između urbanizacije naspram tehnogenih, prirodnoteritorijalnih, prirodnoakvalnih i drugih kompleksa. Urbanizacija je usko povezana sa kategorijom gustine svjetskog stanovništva. Spomenuti odnosi, u svakom slučaju, vjerno pokazuju stepen antropogenog pritiska, u apsolutnom odnosu, na životnu sredinu. Sa kategorijom gustine stanovništva usko je povezana nepromjenljivost teritorije, kao prostorne kategorije, koja ujedno čini osnovu za naseljavanje. Potreba za teritorijom predstavlja istorijski proces. Ako je za prehranjivanje našeg doistorijskog pretka bilo potrebno 25 do 250 km2 životnog prostora, zavisno od geografske zonalnosti i pojasnosti, čovjeku u robovlasničkom društvu bilo je potrebno oko 1 km2, a feudalnom čovjeku 0.2 km2 životnog prostora. Našem savremeniku dovoljno je za preživljavanje 0.5 do 2.0 ha, pa nepromjenljivost teritorije je u direktnoj ovisnosti od produkcionih odnosa. Vanistorijski gledano, nepromjenljivost teritorije ima više teorijsko značenje. Ljudima gotovo da je uvijek bilo tijesno na planeti, zato što ljudske zajednice u ekonomskoj evoluciji prolaze od ekstenzivnih
puteva razvoja. Kad to ne bi bilo prisutno ljudi ne bi osvajali nove površine, ne bi stremili migracijama i ne bi bilo geografskih otkrića. Povećanje gustine stanovništva na jedinicu površine ostvaruje se u projektnim zadacima urbanih sistema tipa kuća - gradska cjelina, pri kojima se ostvaruju zahtjevi visokih kuća nebodera. U takvim uslovima već sada bi se moglo na Zemlji nastaniti oko 15 do 20 milijardi stanovnika, a da pri tome gustina stanovništva ne nadmaši gustinu stanovništva u Japanu, Belgiji, Holandiji i nekim drugim regijama svijeta. Globalni normativni pokazatelji o optimalnoj gustini stanovništva svijeta danas ne postoje, iako su oni neophodni u planiranju i predviđanju životne sredine. Postoje eksperimentalni podaci o uzajamnom odnosu čovjek - prirodna i životna sredina u različitim uslovima i pri različitim mogućnostima opstanka. Ovo je veoma važno kada je riječ o problemu rasta stanovnika pri utvrđenim normativima za određenu regiji ili grad. U tom smislu, neovisno od prisustva solitera u gradu, važno je precizirati „prostor zasićenosti“ izvan kojih se zabranjuju nove izgradnje. Istraživanja su pokazala da povećana gustina objekata izaziva skučenost stanovništva i porast epidemioloških slučajeva. Tako, na primjer, pri gustini od 2500 stanovnika po km2 epidemija se širi dva puta sporije u odnosu na isti prostor sa gustinom od 5750 stanovnika. Osim toga, povećanje broja spratova jednog nebodera povećava mogućnost bržeg prenosa epidemija. Američki ekolozi i demografi računaju na još uvijek visok standard u slučaju neophodnih dva hektara produktivne površine. Od toga za stanovanje i industrijske potrebe otpada 0.2 ha, za proizvodnju hrane, kako je već navedeno, 0.6 ha a za ostalo: sport, rekreaciju, odmor, puteve i sl. 1.2 ha. Ovo je više psihološka norma neophodna za jednog stanovnika i po američkim stručnjacima predstavlja „psihološki komfor“. Često se nameće pitanje optimalne gustine stanovnika u urbanim zonama, gradovima i gradskim četvrtima. U tom slučaju postoje veliki broj pristupa u sagledavanju kritičkih antropogenih pritisaka u velikim urbanim centrima. Pokazatelji koji se dobijaju imaju prvenstveno funkcionalna značenja. Njemački planeri računaju da je kritična gustoća stanovništva u gradskim aglomeracijama od 1000 do 15000 stanovnika po km2. Pri ovoj gustini prostorno funkcionalna organizacija grada izgledala bi ovako: industrija u gradu, transportne komunikacije i sl. zauzimaju 28 % površine; prigradske poljoprivredne površine i unutargradske zone rekreacije i parkova 42 % površine; šumski areali i nekultivisane površine zauzimaju 30 % gradske teritorije. Poljski urbani planeri diferenciraju gustinu gradskog stanovništva na tri nivoa: centralna prostorna organizacija aglomeracije (jezgro grada) ima gustinu stanovnika 3000 do 5000 stanovnika po km2; aglomeracija u cijelom ima gustinu od 800 do 2000 stanovnika po km2, dok urbanizovani rejon ima gustinu od 300 do 1000 stanovnika po km2. Neophodnost očuvanja landšaftne sfere i nemogućnost zaustavljanja urbanizacije su evidentni procesi. Jasno je pri tome da se landšaftna sfera i urbanizovana sredina ne mogu promatrati odvojeno. Uzajamne veze razvoja tehnogenih i landšaftnih sistema moraju se nadopunajvati. Pri ovome biosfera poprima novi složeniji tok koji se odlikuje sveukupnošću dinamičkih fizičkih, bioloških, socijalnih, ekonomskih i tehničkih procesa. Jednu od važnih procesnih karika u tom složenom sistemu zauzima urbanizacija kao prelazna kategorija prema tehnosferi. Glavni cilj takvog prelaza sastoji se u osiguranju potpuno zdrave sredine na Zemlji. U tom smislu veliko američko ime iz područja ekologije B. Commoner kaže: „Mi već znamo da savremena tehnologija ne može dugo preživjeti ako ona ruši društveno bogatstvo od kojeg zavisi. Slijedeći ekonomski sistem zasnovan na preimućstvu čistog biznisa pokazuje se neprikladnim i neefikasnim u toj oblasti pa je taj sistem potrebno mijenjati“.
Važna ekološka pretpostavka efikasnog prelaska biosfere u tehnosferu javila se tokom naučno - tehničke revolucije kada su uvedene u praksu neke novine iz oblasti očišćenja industrijskih tokova i otpada, povećanja bezotpadne produktivnosti, uvođenja reciklaža voda, toksičnih i hemijskih preparata, biološke zaštite životinja i tome slično. Veliku ulogu, i veću od društvenog ekološkog mišljenja, dužna je pružiti urbanizacija koja podliježe širokim građanskim slojevima. Potrebno je pronaći način usporenijeg rasta gradova i povećanje kvaliteta životne sredine, uz racionalno iskorišćavanje svih prirodnih i radom stvorenih vrijednosti. Treba poticati razvoj manjih gradskih naselja, u kojima je jeftinije graditi, raditi i ugodnije živjeti. Policentrični razvoj u svakom slučaju bi trebao zamijeniti monocentrični razvoj. Nužna je preorijentacija u ekonomskoj politici i brži razvoj poljoprivredne djelatnosti koje bi pridonijele razvoju sela i zadržale dio stanovništva u seoskim naseljima, odnosno smanjile demografski pritisak, koji je u sadašnjim uvjetima usmjeren prema gradskim naseljima. 5.3. OSNOVNI EKONOMSKOGEOGRAFSKI ASPEKTI ŽIVOTNE SREDINE U uzajamne odnose s prirodnom sredinom čovjek ne ulazi prosto kao biloška jedinka već kao dio društvene zajednice. Proces razmjene materije između prirodne sredine i društva je istorijska kategorija koja je određena razvojem proizvodnih snaga i produkcionih odnosa. Odgovarajuća struktura razmjene materije u ciklusu priroda – društvo - priroda primijenjena je radi zadovoljenja svih materijalno - kulturnih potreba društva u cjelosti. Pored osnovne biloške grane kruženja materije u prirodi, s razvojem čovjeka, formirana je specifična društvena karika u lancu opšteg kruženja materije na Zemlji. Riječ „karika“ ima svoj puni smisao jer društvo koristi prirodnu sredinu i njenu materiju, vrši izmjenu svog prirodnog okruženja i iskorištene prirodne materije u transformisanom obliku vraća u prirodnu sredinu. Društvena karika kruženja materije zahvata ukupni dio životne sredine s kojom je ona u direktnoj vezi. Izučavanje društvene karike u ukupnom prirodnom okruženju materije i energije mora se zasnivati na poznavanju osnovnih zakona razvoja i razmještaja društvene proizvodnje, karakteristika socijalno - ekonomske strukture, tendencija naučno - tehničkog progresa u uslovima prirodnoistorijske osnove razmjene materije u ciklusu priroda – društvo - priroda. Razmjena materije između prirode i društva je složen i mnogostruk proces. U taj proces uključena je i društvena borba sa stihijskim prirodnim nepogodama, koje se javljaju u određenim prirodnim ciklusima. Zahvaljujući razvoju nauke i tehnike stvorene su povoljne pretpostavke za brži i racionalniji odnos između prirodne i društvene cjeline. Razmijenjeni obim materije na relaciji priroda društvo ima policiklični karakter i ne postoji uzajamni sklad tih procesa. Tako se u svijetu godišnje iz litosfere vadi na desetine milijardi tona raznih resursa koji zapreminski odgovaraju planini Monblan.175 S druge strane u procesu prerade prirodnih materija u atmosferu se upuštaju na desetine milijardi tona, a u vode na desetine hiljada milijardi tona raznog otpada. U sistemu priroda – društvo - priroda do danas su iz zemljine utrobe izvađeni na njenu površinu svi poznati hemijski elementi. S napretkom proizvodnih procesa veoma brzo se smanjuju zalihe mineralnih resursa posebno nafte, uglja i gasa, te nekih obojenih i, posebno rijetkih metala.
175
Monblan (franc. Mont Blanc; ital. Monte Bianco – „Bijela planina“) – najviši vrh u Alpima, 4810 mnm. Nalazi se u Savojskim Alpima, na tromeđi Francuske, Italije i Švajcarske. Prvi put je osvojen 1786. godine.
Brzi porast korištenja prirodne sredine i usložnjavanja njene strukture dovelo je, u nekim područjima, do velike prirodne izmjenljivosti. Prirodno uravnoteženje obima razmjene materije između prirode i društva može se postići jedino racionalnim korištenjem prirodnih resursa. Postoje objektivne mogućnosti za optimizaciju tih procesa. Pri razmatranju iskorištavanja prirodnih resursa mora se imati u vidu da nije samo u pitanju narušavanje izolovanih dijelova prirodne i društvene sredine, već je u pitanju cjeloviti sistem geografskog omotača. 5.3.1. Kratak istorijsko – geografski pregled eksploatacije rudnih resursa U dugoj istoriji čovječanstva mnoge stijene, metali, ugalj a kasnije nafta, prirodni plin/gas, uran i druge vrste prirodnih mineralnih bogatstava koje su eksploatisane iz Zemljine kore imali su, i imaju, veliku važnost u opstanku ljudskog društva. Zbog toga nije slučajno što se najraniji period razvoja čovječanstva dijelio na epohe koje su dobile naziv prema odgovarajućoj upotrebi prirodnih resursa, kao epohe: kamenog, bronzanog i željeznog doba. I današnje doba se često naziva vijekom nafte ili atomskim dobom, jer nafta i uran obilježavaju savremenu epohu razvoja energetike. Među prvim rudama koje su bile od koristi čovjeku bila je kamena so, a među prvim poznatim metalima bili su mu dostupni zlato i bakar, pretežno samorodni, prirodnog oblika. Upotreba ovih metala imala je široku primjenu zahvaljujući maloj tvrdoći i lakom kovanju. Najstariji zlatni predmeti, posebno ukrasi, nađeni na teritoriji današnjeg Egipta datiraju od prije 5 do 12 hiljada godina. U zemljama Evrope koje gravitiraju Sredozemnom moru izrađeni su zlatni predmeti još u III i IV vijeku stare ere. Veliki značaj u razvoju drevnih civilizacija imao je bakar. Prema mišljenju arheologa primjena prirodnog (samorodnog) bakra započeta je prije 12 hiljada godina, dok je prerada bakrene rude, uglavnom topljenjem, otpočela prije 4 hiljade godine. U potrazi za bakarnom rudom otkrivene su slučajno i druge rude kao što su srebro i olovo. U cilju traženja najboljih metala, ljudi su pokušali topiti zajedno bakar i olovo od kojih su dobili bronzu koja je služila za izradu oružja, zaštitnih šljemova, posuda, ukrasa i sl. Po arheološkim nalazima bronzani vijek je započeo 3500. do 4000. godine stare ere i ostavio je značajan pečat u materijalnoj kulturi. Najveći revolucionarni zanačaj u razvoju ljudskog društva imalo je željezo/gvožđe. Teško bi bilo nabrojati široku lepezu primjene željeza u svakodnevnom životu. Primjenom željeza zamijenjen je vijek bronze. Na osnovu brojnih dokumenata materijalne kulture, prvobitno željezo kojeg su ljudi koristili poticalo je od meteorita. Željezoviti meteoriti susteću se veoma rijetko i praktično ne mogu podmiriti potrebe za ovim metalom. Dobijanje željeza iz rude u Egiptu i Mezopotamiji datira od prije 2000 godina stare ere. U taljenju željezne rude primjenjivao se drveni ugalj, da bi od XVII vijeka u primjeni bio kameni ugalj. Ovaj period se smatra početkom razvoja metalurgije. Ovladavanjem željezom i njegovom univerzalnom primjenom u različite namjene povećana je mogućnost dobijanaj drugih metala i dragocjenih minerala. Velika proizvodnja željezne rude i prerade u željezo stvorene su značajne pretpostavke za bržim ovladavanjem drugih prirodnih resursa. Željezo je istovremeno našlo veliku primjenu u proizvodnji naoružanja koje se masovno koristilo, uglavnom, za osvajačke ratove. U prvim vijekovima naše ere, pored Egipta i zemalja Male Azije, najveći razvitak rudarstva bilježila je Rimska imperija. Epohu rudarstva pratio je razvoj gradova, hramova, utvrđenja, skulptura i ukrasa od dragog kamenja, bronze, zlata i srebra, koja ne plijene samo umjetničkom vrijednošću, već ukazuje na razvoj rudarstva i zanatstva tog vremena.
Nakon pada Rimske imperije rudarstvo i zanatstvo se potpuno sele u ostali dio Evrope, što je posebno izraženo nakon V vijeka nove ere. U periodu od IX do XI vijeka najveći razvoj rudarstva zabilježen je u Njemačkoj, Španiji, Engleskoj, Češkoj, Austriji, Francuskoj i posebno u Norveškoj i Švedskoj. Razvoj rudarstva iz XIV i XV vijeka nije bio karakterističan samo za evropske, već i za afričke, azijske i američke zemlje, koje su raspolagle sa velikim zalihama mineralnih sirovina. Tokom XVIII i XIX vijeka razvoj rudarstva se nastavlja u gotovo svim zemljama svijeta. Energija drveta supstituirana je kamenim ugljem visokokalorične vrijednosti koji je postao osnovni izvor energije. S povećanom proizvodnjom kamenog uglja rasla je metalurška proizvodnja kao i razvoj željezničkog i pomorskog transporta. Početko XIX vijeka poklonjena je puna pažnja značaju nafte, kao osnovnom energetskom resursu, a sredinom istog vijeka, nakon utvrđenih geološkoh rezervi, pokazalo se da je nafta resurs budućnosti. Na prelazu iz XIX u XX vijek energentima nafti i plinu dato je ogromno značenje. Posebno nagli skok u korištenju i potrebama za mineralnim sirovinama i rudnim resursima zabilježen je u periodu od 1950. do 1980. godine. Za ovaj relativno kratak istorijski period, svjetska proizvodnja uglja narasla je za više od 2 puta, nafte 6 puta, prirodnog plina 8 puta, željezne rude 3 puta itd. U navedenom razdoblju proizvodnja olova povećana je za 1.7 puta, cinka za 2.4 puta, bakra za 2.8 puta, volframa za 3.3 puta, nikla za 4.6 puta, molibdena za 6.8 puta i boksita za 11 puta, te fosfora za 5 i kalijevih soli za 6.3 puta. Na taj način čovjek u lanac industrijske proizvodnje uvlači velike zalihe mineralnih resursa iz plitkih horizonata Zemljine kore. Posebno brz napredak, u posljednjih nekoliko decenija XX vijeka bilježi hemijska industrija. Iz ograničenog broja hemijskih elemenata čovjek je uspio, uz korišćenje dostignuća savremene hemije i fizike, posebno fizike čvrstog stanja, proizvesti na desetine neorganskih i stotine hiljada organskih spojeva. Logično se postavlja pitanje: da li je došlo vrijeme kada će čelik, aluminij, bakar, olovo, cink, nikal i dr. metali ustupiti mjesto sintetičkim materijalima? Isto tako, postavlja se pitanje: da li nastupa vrijeme kada će složeni i skupi prirodni procesi biti skraćeni i zamijenjeni novim produktivnijim? Razvojem industrije, nauke, tehnike i tehnologije danas se sve više koriste sintetički materijali, zatim legure i visokokvalitetni crni metali. Proizvodnja sintetičkih materijala, plastičnih masa kao i drugih vještačkih materija zasnovana je na korištenju nafte, prirodnog plina, ugljenih škriljaca i drugih mineralnih sirovina prirodnog porijekla. Treba naglasiti da je ekonomski značaj mineralnih resursa različito vrednovan tokom razvoja naše civilizacije. Nije mali broj zemalja koje su svoje periode ekonomskog prosperiteta ostvarivale prvenstveno na razvoju rudarstva i izvozu mineralnih resursa. Količinska ocjena mineralnih resursa se izražava zalihama korisnih ruda, a sadašnji svijet zavisi od osamdesetak glavnih minerala/ruda, od kojih je njih osamnaest u razmjerno malim količinama. Činjenica je da se postojeće zalihe mineralnih resursa veoma brzo smanjuju, tako da se sve više koriste alternativne vještačke materije. Bitno je naglasiti da je eksploatacija i izvoz mineralnih resursa vrlo bitna za ekonomiju i budžet mnogih nedovoljno razvijenih zemalja. U razdoblju 1961 - 1980. godine u poređenju sa prvom polovinom XX vijeka, od svih zaliha prirodnih mineralnih sirovina najviše je korišten ugalj sa 40 %, željezna ruda 55 %, proizvodnja nafte 73 % i prirodnog plina 78 %. U istom razdoblju proizvodnja boksita je 4 puta porasla, legura 70%, volframa 47 %, bakra 51 %, cinka 50% itd. Trend potreba za mineralnim sirovinama
stalno raste. Na osnovu brojnih prognoza u periodu 1981. do 2000. godine ostvaruju se potrebe oko 74 milijarde tona uglja, nafte 88 milijardi tona itd. Ove dosta pouzdane prognoze značajno prevazilaze količine eksploatisanih mineralnih sirovina iz razdoblja između 60-tih i 80-tih godina XX vijeka. Tabela 16 . Učešće (%) goriva, ruda i metala u ukupnom robnom izvozu odabranih zemalja 1999. godine % 99 96 95 93 86 85 79
Zemlja Nigerija Alžir Libija Jemen Saudijska Arabija Venecuela Kuvajt
Zemlja Oman Gvineja Azerbajdžan Sirija Niger Kazahstan Norveška
% 78 71 70 69 67 64 57
Zemlja Tunis Ruska Federacija Peru Čile Kina Kolumbija
% 54 52 45 43 42 40
(Izvor: World Bank; www.worldbank.org/data/di2001)
5.3.2. Energija – sveopšti pokretač razvoja čovječanstva Tabela 17. Osnovne vrste energije/energetskih stanja EE TO
EV
ME
ZE
ENERGETSKO STANJE Elektricitet
PREPOZNATLJIV OBLIK ILI NOSILAC Električni napon ili struja Elektromagnetsko polje Toplota Čvrsto, tečno ili gasovito tijelo (obično na temperaturi većoj od temperature okoline) Energija veze a) Molekulske veze Čvrsto, tečno ili gasovito gorivo Para tečnosti b) Fazni prelazi Disocirani gas Plazma Fisiono nuklearno gorivo c) Nuklearne veze Fuziono nuklearno gorivo Mehanička energija a) Potencijalna Gravitaciono i magnetsko polje Napon i pritisak Plima Talasi Vjetar c) Kinetička Vodotokovi Zamajac i klatno Zvuk i ultrazvuk Zračna energija Nuklearno zračenje Elektromagnetsko zračenje (sunčano, toplotno ...) (Izvor: Ristić M., O energiji, 1995)
Energija je osnova razvoja privrede svakog geografskog prostora, tako da njena proizvodnja i korišćenje u stalnom su porastu. Energetika176, savremena oblast tehnike, istovremeno je 176
grč. energeia – rad, poslovanje
tehnička, fizička i ekonomska nauka (teorijska i primijenjena) o energiji i energetskim izvorima. U suštini zadatak joj je pronalaženje izvora energije i njihovo iskorištavanje u tehničke, privredne i druge svrhe. Poznato je pet osnovnih vrsta energije, odnosno pet energetskih stanja, a svako se pojavljuje u nekom obliku ili je vezano za neki proces ili supstancu (v. Tabelu 17.) Nosioci energije. U energetici se nosioci energije dijele na primarne isekundarne. Jedna od mogućnosti tipologije177 nosilaca energije je podjela na primarne i sekundarne nosioce energije.178 A) Primarni nosioci energije: Hidropotencijal, Ugalj različitog porijekla, Sirova nafta, Prirodni gas/plin, Nuklearne sirovine, Biomasa (drvo i ostalo). B) Sekundarni nosioci energije: Čvrsta goriva (ugalj različite prerade, drvo i drvenaste biljke, briket, koks i nuklearno gorivo), Tečna goriva (teško lož ulje, mazut, lako lož ulje, dizel gorivo, petroleum, benzin, alkohol), Gasovita goriva (različiti prirodni i sintetički gasovi), Električna energija, Toplota (voda i vodena para različitih temperatura), Neenergentski derivati. Jedinice mjere. U energetici se koriste SI179 jedinice mjere mada su još u čestoj upotrebi pojedini termini kao kilokalorija i tona ekvivalentnog uglja koje su van SI pa ih ne bi trebalo upotrebljavati. Osnovne jedinice mjere su J (džul) za energiju i W (vat) za snagu. Primjenom standardnih oznaka: k (kilo), M (mega), G (giga) i T (tera), osnovne jedinice se mogu uvećati 103, 106, 109 i 1012 puta. Za preračunavanje tradicionalnih energetskih jedinica mjere u jedinici Međunarodnog sistema može da nam posluži sljedeća tabela (Tabela 18. ). Tabela 18. Preračunavanje tradicionalnih energetskih jedinica mjere u jedinice Međunarodnog sistema Količina mjere 1 1 1 1
177
Jedinica mjere GJ MWh tEU Gcal
GJ 3.60 29.29 4.186
MWh 0.2778 8.139 1.163 (Izvor: Ristić M, 1995)
tEU 0.3414 0.1229 0.1429
Gcal 0.2389 0.8600 7.000 -
Tipologija – određivanje karakterističnih osobina u zbiru osobina nekog fenomena, predmeta ili sl. M. Ristić (1995), O energiji, Muzej nauke i tehnike, Beograd, str.16-17. 179 SI, oznaka za Međunarodni sistem jedinica (Système International d′Unitès) 178
Istorija materijalne kulture ljudskog društva tijesno je povezana sa pronalaskom i upotrebom različitih formi energije. Ukupni razvoj proizvodnih sila u velikoj mjeri zavisi od stanja energetske baze. U analizi obima, razmjene materije između društva i prirodne sredine potrebno je u cjelosti shvatiti resursne cikluse. Pod resursnim ciklusima podrazumijevaju se promjene prirodnih svojstava kao i premještanja određenih prirodnih elemanata ili grupa elemenata u procesu njihovog iskorištavanja od strane čovjeka. U tom okviru prirodni resursi se nalaze u karici vještačkog kruženja metrije i energije na Zemlji. Resursni ciklusi ne obuhvataju samo proizvodne, već i ostale stadije razmjene materije između prirode i društva. Potrebno je, pri ovome, napomenuti da se u resursne cikluse ubrajaju i obnovljivi prirodni resursi kao što je tlo, vegetacija, vode i sl. Ovi resursi su u vrlo tijesnoj vezi sa biloškom karikom kruženja materije. Iz svih navedenih ciklusa najvažniji je energoresursni ciklus – ciklus energije koji je tijesno vezan sa materijalno - energetskom strukturom prirodne sredine. Energoresursni ciklus i ciklus energije je opšti pokretač materijalne proizvodnje, pa time i svih ljudskih aktivnosti u prirodnoj sredini. Pored svih energija u geografskom omotaču (sunčeva i kosmička, tektonska, magmatska, hemijska - energija oksidacionih procesa, biološka - foto i hemijska sinteza) koje dejstvuju po zakonima prirodnih i kosmičkih procesa i sila, a mjere se geološkim vremenima od prije 4,5 milijardi godina, postoji i energija svjetske industrije koja je, posebno, došla do izražaja u XX vijeku. Ova posljednja energija mjeri se po istorijskoj skali i ima trend udvostručenja za svakih 15 godina. Prema svjetskim podacima godišnje sagori oko 9 milijardi tona uslovne toplote (1 kg uslovne toplote daje oko 7 000 kg cal toplote). Tabela 19. Procentualno učešće potrošnje energenata u svijetu Godina ↓ Izvor→ 1970. 1980. 1990. 1995.
nafta 45.3 44.6 36.9 35.1
ugalj gas 32.9 19.5 30.5 21.4 29.8 23.6 29.9 24.8 (Izvor. M. Spahić, 1999)
atomska energija 0.1 1.2 6.8 7.2
ostalo 2.2 2.3 2.9 3.0
Svjetske potrebe za osnovnim svjetskim energetskim resursima, preračunate na uslovnu toplotu, rasle su sa 950 miliona tona u 1900. godini na 1.6 milijardi tona u 1913. godini i 6.3 milijarde tona u 1967. godini. Ovaj podatak govori da su potrebe za energetskim resursima u prve dvije trećine XX vijeka porasle za 6.6 puta. Računa se da su potrebe za energijom u posljednjoj trećini XX vijeka porasle još za oko tri puta. Narastanje potreba za energijom i istodobno smanjenje osnovnih energetskih resursa dovele su do upotrebe energetskih sirovina sa niskim stepenom energoiskoristljivosti. Poređenja radi, u 1967. godini korišteni su ugljevi sa 35 % energoiskoristljivosti, dok se danas upotrebljavaju ugljevi sa svega 20 % energoiskoristljivosti. Sličan je odnos stepena iskoristljivosti i kod nafte. Tako je 1938. godine u nafti bilo svega 22 % onečišćenja, a 1967. godine onečišćenje je iznosilo 54 %. Proizvodnja i utrošak energije su odraz stanja i odnosa u svijetu. Poređenja radi, u 1970. godini proizvodnja uglja iznosila je 6 kg na dan ili 1840 kg u toku jedne godine po jednom stanovniku svijeta. Međutim, ovaj prosjek skriva stvarne odnose. Dok je stanovnik SAD dnevno trošio oko 30 kilograma, u afričkim zemljama, naprimjer, u Burgundiji to je bilo tek 25 grama, ili
u nekim azijskim zemljama, kao na primjer, u Nepalu svaki stanovnik je godišnje trošio svega 38 grama uglja. Potrošnja energije ubrzano raste u razvijenim zemljama. U periodu od 1937 1970. godine proizvodnja energije u SAD je rasla 12 puta, a u zemljama u razvoju svega 4 puta. Svjetska energija i industrijska proizvodnja raste prosječno po stopi od 7 % godišnje što, u poređenju sa populacijskim prirastom, izgleda povoljno. Međutim, energetska i industrijska proizvodnja nesrazmjerno brže rastu u razvijenim zemljama u odnosu na nerazvijene. Proizvodnja energije je u stalnom usponu sa nekim malim stagnacijama koje su samo prividne. Izvanredno brz porast proizvodnje energije iza Drugog svjetskog rata nastavlja se i u posljednjim decenijama XX vijeka. Pored stalnog uspona proizvodnje energije mijenja se i njena struktura. Ukupne svjetske geološke rezerve uglja, po ocjeni IX međunarodne energetske konferencije (1980. godine) iznose 10 milijardi tona uslovne toplote, od koje 60% otpada na kameni ugalj. Poznate geološke rezerve uglja nalaze se u Aziji (63 %), Sjevernoj Americi (27 %), dok je Evropa siromašna ugljem sa svega 6 % od ukupnih svjetskih rezervi. Afrički kontinent je dosta siromašan geološkim zalihama uglja, a procjenjuju se na svega 1 % od ukupnih svjetskih zaliha, dok je južnoamerički kontinent izuzetno siromašan ležištima uglja. Više od 95 % svih rezervi uglja raspoređene su na sjevernoj hemisferi. Zalihe uglja na južnoj hemisferi su zanemarljivo male. Ležišta uglja su takođe neravnomjerno raspoređeni po pojedinim zemljama svijeta. Tako, samo tri zemlje svijeta (Rusija, SAD, Kina) raspolažu sa 88% svih svjetskih zaliha ugljeva. U posljednjim decenijama, kada se osjetila povećana potreba za energijom, proizvodnja uglja je značajno prasla i iznosi oko 3.8 triliona tona uslovne toplote. Dok je razdoblje XIX vijeka karakterisala upotreba uglja, dotle je XX vijek razdoblje dominacije nafte i plina. Značajan udio u današnjoj energiji osigurava se iz atomskih centrala. Struktura potrošnje energenata vrlo brzo se mijenja na štetu uglja, a u korist nafte i prirodnog plina. Tako, naprimjer, u SAD kameni ugalj se koristio kao osnovni energent u 1900. godini sa 84 %, dok se sedamdeset godina kasnije njegova upotreba smanjila na svega 20 %. Za isti period upotreba nafte je porasla sa 9 % u 1900. godini na 40 % u 1970. godini. Sličan odnos je i sa upotrebom prirodnog plina koji se u 1900. godini koristio svega 3 %, a u 1970. godini njegova potrošnja je porasla na 36 % u ukupnom udjelu svih energenata. U istom periodu udio hidroenergije je stagnirao na oko 4 %. Nafta kao izvor energije dobila je naročit značaj u visoko razvijenim industrijskim zemljama. Rezultati koji se provode u istraživanju nafte i njenih rezervi neprekidno se mijenaju. Svjetski podaci govore da se oko 63 % ukupnih svjetskih rezervi nafte nalaze na Bliskom i Srednjem istoku, oko 9 % u Africi, 8.6 % u Sjevernoj Americi, 5.4 % u Južnoj Americi i svega 0.3 % u Zapadnoj Evropi. U potrazi za novim naftnim rezervama započeta su i obimna istraživanja dna Svjetskog okeana. Najpogodniji za sada su prostori šelfa180 i kontinentalnog odsjeka jer se ovaj dio okeanskog dna sastoji od stijena koje odgovaraju kontinentalnim masama. Dnevna proizvodnja nafte, na primejr, u Perzijskom zalivu prevazilazi 100 hiljada tona i veća je od proizvodnje na obalama Saudijske Arabije, gdje iznosi 76 hiljada tona. U Meksičkom zalivu dnevna proizvodnja nafte iznosi oko 46 hiljada tona. Velike količine nafte se danas crpe sa morskog dna u pribrežnim (priobalnim) zonama SAD, Indonezije, kao i sa dna Kaspijskog jezera. Računa se da udio šelfovske nafte u ukupnoj svjetskoj proizvodnji ovog resursa iznosi oko 30 %. Pored toga brojni geološki istražni radovi potvrđuju da se polovina svjetske zalihe nafte nalazi pod morima i okeanima. 180
Šelf (engl.) – kontinentalna platforma; promjenljiv po širini (od nekoliko km do 1500 km) ravni pojas podvodnog ruba kontinenata, koji prileže uz obale kopna i karakteriše se zajedničkom geološkom građom s njim (kontinentom).
Ženevskom konvencijom iz 1958. godine dozvoljena je eksploatacija šelfovske nafte samo do dubine od oko 200 m. Danas se podmorska nafta vadi i sa većih dubina. U skladu sa eksploatacijom podmorske nafte nastale su podjele Svjetskog mora. Tako Sjeverno more kontrolišu multinacionalne kompanije Velike Britanije, Francuske, Danske, Holandije, Njemačke i Norveške. Šelfovsku naftu u Perzijskom zalivu kontrolišu Irak, Iran, Kuvajt i Saudijska Arabija, dok sjeverna mora u Atlantskom i Tihom okeanu kontrolišu SAD i Kanada. Značajne rezerve nafte nalaze se i na jugu afričkog kontinenta u blizini Angole. Pored nafte iz zone šelfa danas se u znatnom obimu dobijaju i rude, posebno željeza i uglja. Značajne količine rude željeza i uglja iz zone šelfa daju Kanada, Engleska i posebno Japan. Nuklearna energija je danas značajan energetski izvor u savremenom svijetu. Prema raspoloživim informacijama (2000. god., op.a.), u svijetu rade 392 nuklearne elektrane i one podmiruju 14-15 % svjetskih potreba za električnom energijom. 5.3.3. Uticaj energije na kvalitet životne sredine Nafta kao energent posredno i neposredno utiče na stanje kvaliteta životne sredine kako u fazi istraživanja ležišta nafte i njihove eksploatacije tako i pri transportu, preradi te potrošnji. Najmanji su negativni uticaji u fazi istraživanja, a ogledaju se, prije svega, prisutnošću garnitura za bušenje te njihovim lokalnim negativnim učincima. Opasnosti se povećavaju u fazi eksploatacije, kada se zbog mogućeg kvara na proizvodnim bušotinama, sabirnom sistemu i drugim uređajima može dogoditi eksplozija i požar. Posebne opasnosti javljaju se u fazi transporta. Broj akcidenata pri transportu nije zanemarljiv, premda se ne zna tačan broj. Samo potkraj 1969. godine bilo je u svijetu oko 180 tankera s nosivošću od 100000 tona i 310 supertankera, od kojih su neki imali nosivost više od 300000 tona nafte i naftnih derivata. Već se u Japanu javila ideja za izgradnjom tankera koji bi imao nosivost do milion tona. Nije teško zamisliti kakvu opasnost nose takvi tankeri. Samo u posljednjih 10 godina u SAD 488 tankera s nosivošću od 300000 tona izazvali su 533 sudara, pri čemu se u 43 slučaja izlila nafta. Jednu od tih havarija „Torrey Canyonom“, koja se dogodila 1969. godine zabilježio je Kenneth Kantor iz čijeg dnevnika izdvajamo dio teksta. „... Posjet Santa Barbari – februar 1969. godine. Nafta na pticama. Nafta na dokovina. Nafta na čamcima. Nafta na obalama. Nikakav otvoreni plamen ili pušenje nisu dopušteni u području luke. Smrad se širi na kilometre daleko. Hiljade bala slame rasprostrto je po vodi i po plažama da upija naftu. Niko ne može da upotrebi čamac... . Crna smrt u zoni koju plavi plima. Nova vrsta kuge. Uzduž dokova i kejova prodavači raznih hemijskih fabrika nude najnovije deterdžente za čišćenje nafte. Neki prikazuju upotrebu. Pri tome se dobro uprljaju. Spašavaju se ptice nedaleko od obale. Pokušava se maslacem očistiti probavni trakt ptica. Maslac zajedno sa deterdžentima se upotrebljava za pranje galebova, kormorana, gnjuraca i mnogih drugih ptica. Ptice umiru. Jednu mrtvu pticu odnose u plastičnoj vreći. Ptice nisu više zaštićene od vode. Moraju se čuvati sve dok im ne naraste novo, voštano perje. Većina ih umire...“.
Ovo što se dogodilo Santa Barbari dogodilo se i na drugim obalama, posebno, Francuske i Engleske, a događaju se svakodnevno u manjim razmjerama i na svim obalama svijeta, naročito na onim koje okručuju industrijske zemlje. Opasnosti od transporta naftovodima znatno su manje, ali ipak postoje. Pri gradnji naftovoda u značajnoj mjeri degradiraju se prostori kroz koje prolazi trasa cjevovoda, a u fazi eksploatacije zbog prsnuća ili različitim oštećenjima kada se nafta nekontrolisano može izlijevati. Najveći uticaj na okolinu ima prerada i upotreba nafte, prije svega zbog nepridržavanja tehnološke discipline. Pored nenamjernih radnji u preradi nafte koje mogu imati teške posljedice za životnu sredinu postoje i namjerne radnje kao što je ispuštanje nusprodukata u more. Pri preradi nafte zrak se zagađuje vodonikom, sumporom i merkaptanom i različitim ugljikovodonicima, koji ne opterećuju okolinu samo neugodnim mirisima, već po nju imaju
znatno teže posljedice. Otpadne vode koje se koriste u preradi nafte veoma su opterećene organskim materijama. Nedostatak nafte u nekim zemljama nadoknađuje se ugljevima. Revitalizacija starih ugljenokopa došla je do izražaja još od sedamdesetih godina u vrijeme energetske krize. U tu svrhu korišteni su ugljevi male kalorične vrijednosti (lignit), dok je toplotni kvalitet drugih vrsta ugljeva, posebno kamenog, opterećen visokim postotkom sumpora. Tabela 20 . Glavni svjetski proizvođači ugljen dioksida (prema podacima UN za 1990. god.) Država SAD RUSIJA JAPAN NJEMAČKA KINA INDIJA INDONEZIJA BRAZIL
miliona tona 5111 1602 1107 858 2959 839 205 227
po stanovniku tona 19.4 8.4 8.8 10.6 2.6 1.1 1.1 1.5
globalni udio u % 22.9 7.2 5.0 3.8 13.3 3.8 0.9 1.0
Upotreba lignita za proizvodnju energije ekonomski i ekološki je veoma problematična. Lignit se mora drobiti neposredno uz nalazište kako bi se izbjegli veliki troškovi prevoza niskokalorične vrste uglja i jalovine. Negativne posljedice po prirodnu sredinu ove vrste uglja stvaraju se pri transportu, utovaru i istovaru. Izgaranjem lignita nastaju velike količine šljake, pepela, što mehanički opterećuje životnu sredinu i nameće problem njenog odvoza, deponovanju, zaštite voda i pedološkog pokrova. Problemi koji nastaju upotrebom energetski kvalitetnijeg uglja su još veći. Visoki postotak sumpora stvara velike teškoće pri izgaranju. Agresivni azotni i sumporni spojevi koji se stvaraju pri sagorjevanju izazivaju jaku koroziju i brzo propadanje materijala s kojim dolaze u dodir, a kao otpadni gasovi zagađuju okolinu. Pri normalnom funkcionisanju nuklearnih elektrana, koje su višestruko osigurane uz stalni visokostručni nadzor od neželjenih posljedica pri radu nisu direktno opasne po kvalietet životne sredine. Međutim, one su ipak, kao djelo ljudskog uma, nesavršene pa je, teorijski i praktično, pogreška uvijek moguća, a to su pokazali primjeri „Ostrvo tri milje“ u SAD 1979. godine, Černobilj u Ukrajini 1986. god. i Fukušima u Japanu 2011. godine.181 Havarijom nuklearne elektrane u Černobilju, gotovo, cijela sjeverna hemisfera je zahvaljujući zračnim strujama bila zahvaćena radioaktivnošću. Direktne posljedice nesreće su 31 mrtvih, 1000 neposredno ranjenih i ozlijeđenih i oko 135000 evakuisanih iz svojih domova. Stanovništvi i okolina osjetiće posljedice ove havarije i nakon nekoliko decenija. Procjenjuje se da će od raka uzrokovanog radijacijom od tog udesa umrijeti od nekoliko stotina do više hiljada ljudi. Ovom havarijom oslobođeno je 3 do 4 % radioaktivnog materijala – oko 7000 kg materijala koji je sadržavao 50 - 100 miliona kirija radioaktivnih izotopa, što je 1000 puta više od količine ispuštene havarijom nuklearke „Ostrvo tri milje“.
181
Zemljotres jačine 8.9 Rihtera (mart 2011. god.) je najjači potres koji je pogodio Japan u posljednjih 140 godina i peti najjači zemljotres u svijetu od 1900. godine. Poginulo je oko 20000 ljudi. Tom prilikom oštećeni su sistemi hlađenja u NE Fukušimi, zbog čega je evakuisano više stotina hiljada ljudi okolnih oblasti.
Disperzija radioaktivnih padavina nošena je vjetrovima jer je vatra oštećenog reaktora trajala 10 dana izbacujući, pri tome, u vazduh radioaktivne materije. Kijev, grad sa približno 2.4 miliona stanovnika, bio je u najkritičnije vrijeme pošteđen zbog vjetrova koji su u to vrijeme imali suprotan smjer od grada. Višekratnim izmjenama smjera vjetrova raznešen je radioaktivni oblak preko cijele Evrope, protežući se pri tome na sjever do arktičkog kruga, na jug do Grčke, te na zapad do Velike Britanije. Pri ovome važno je napomenuti da su planinski lanci imali veliku ulogu na zadržavanju radioaktivnih materija. Najveće koncentracije radioaktivnih materijala stagnirale su u kotlinsko - dolinskim oblastima. Posmatrajući s prostornog aspekta nesrećom u Černobilu izgubljen je prostor u radijusu od 4 do 5 km, što iznosi približno oko 75 km2 površine. Međutim, eksploatacijom uglja za proizvodnju električne energije u termoelektranama u prosjeku se gubi i preko 1000 km2 plodnih poljoprivrednih površina. Na osnovu analiza rizika pogibije ljudi od raznih uzročnika kao što su saobraćajne nesreće, trovanja, vatra, utapanje, ubistva, samoubistva i sl., možemo konstatovati da je to daleko je veći rizik od rizika pogibije usljed havarije nuklearne elektrane. Proračuni pokazuju da individualni rizik od pogibije stanovnika koji žive na udaljenosti „d“ od nuklearne elektrane, a prema podacima za lokaciju Indian Point u SAD, je sljedeći: d = 800 m - rizik je 1 · 10-6 st/god; d = 5 km - rizik iznosi 5 · 10-8 st/god; Nasuprot ovakvim rizicima, individualni rizik zbog udara električne struje je 6 · 10-6 st/god ili na primjer, individualni rizik pogibije zbog udara groma je 5 · 10-7 st/god. Uprkos tim pokazateljima, potrebno je dobro razmisliti prije nego li se konačno odrekne nuklearne energije jer pojedinačni akcidenti moraju se uzeti u obzir pri odlučivanju ali ne smiju biti jedini argumenti. Sasvim je sigurno da su posljedice u slučaju akcidenata najveći u slučaju nuklearne elektrane, ali danas znamo da ništa manje nisu pogubne posljedice upotrebe uglja i nafte u proizvodnji električne energije. Negativne posljedice po životnu sredinu upotrebom ovih energenata su evidentne u propadanju šuma i efektima „staklenika“. Pored toga, ugalj kao energent ugrožava životnu sredinu i svojim radioaktivnim zračenjem jer sadrži prirodne izotope 40K, 238U i 232Th. Pored uglja, energenta fosilnog porijela, i zemni plin koji sadrži 226Ra i 222Rn pridonosi radioaktivnom zračenju. Čini se da su najmanje posljedice po životnu sredinu u proizvodnji energije upotreba vodnih snaga. Međutim, vodne akumulacije zauzimaju velike površine najplodnijeg zemljišta i utiču na povećanje nivoa podzemnih voda. Izdizanjem nivoa gornjih izdanskih voda neposredno uz akumulacije plave se plodne poljoprivredne površine i tako ostaju neiskorištene. Pored toga, česte oscilacije voda u hidroakumulacijama negativno se odražajavu na otpornost obala, koje postaju labilne pa se na njima stvaraju urnisi (urvine/klizišta) čijim produktima se ubrzava zatrpavanje novostvorenih basena. Zaštita životne sredine i kompleksnog geografskog omotača od negativnioh efekata energoresursnog ciklusa u narednom periodu, vrlo vjerovatno će se odvijati u dva osnovna pravca i to: u pravcu traženja novih savremenih nezagađujućih energenata i usavršavanjem postojećih izvora uz mjere racionalne potrošnje. U razvoju energetskog ciklusa, kao pravilo, mora se uvesti obim naučno - istraživačkog rada. U rješavanju nagomilanih tehničko tehnoloških problema u korištenju prirodnih energenata potrebno je, prije svega, imati na umu očuvanje i poboljšanje svojstava postojeće geografske sredine. Gotovo kao imperativ je korištenje Sunčeve energije i maksimalno smanjenje upotrebe raspoložive energije.
5.3.4. Budućnost mineralnih resursa Vrlo često se nameće pitanje da li su raspoložive zalihe mineralnih resursa sadržanih u Zemljinoj unutrašnjosti dovoljne da bi zadovoljile narasle potrebe za ljudsku egzistenciju, posebno ako se ima na umu trend njihove proizvodnje i potrošnje u XX vijeku. Raspoložive količine mineralnih resursa su, u svakom pogledu, zabrinjavajuće iz razloga što su oni na našoj planeti strogo ograničeni i konačni. Problem organskih mineralnih resursa, pored njihove evidentne potrošnje u fazi porasta industrijske proizvodnje, vezan je i za njihov krajnje neravnomjeran geografski razmještaj. Na planeti Zemlji, pored rijetkih izuzetaka, ne postoje prostori na kojima mineralni resursi mogu u potpunosti podmiriti sopstvene nacionalne potrebe. Poznato je da su zemlje Zapadne Evrope zavisne od uvoza mineralnih sirovina (željezo, mangan, bakar, boksit, nikl, cinko i dr.) iz udaljenih regija svijeta. Praktično, od potpunog uvoza mineralnih resursa zavisi kompletna privreda Japana. I pored velikih zaliha raznovrsnih mineralnih sirovina, SAD su orijentisane na uvoz brojnih sirovina, pa čak i željezne rude. Iako SAD raspolažu sa velikim zalihama nafte, one svoje potrebe podmiruju uvozom čak oko 40 %. Regionalni oružani sukobi, koji karakterišu drugu polovinu XX vijeka i početak XXI vijeka, uglavnom su posljedica globalnih ekonomskih interesa. Naime, oko 90 % ukupnih svjetskih rezervi nafte, 70 % prirodnog gasa/plina, 74 % boksita, 87 % kalija, 65 % bakra i oko 60 % antimona nalaze se u regijama van razvijenog dijela svijeta. Vodeći svjetski geolozi predviđaju skori nestanak prirodnih zaliha nafte, plina, uglja, urana, željezne rude i nekih obojenih metala. Posebno oštra upozorenja bila su izrečena o neminovnom smanjenju i nestanku nekih starteških mineralnih sirovina već na početku trećeg milenijuma. Ove pesimističke prognoze obuhvatile su obnovljive resurse kao što su: tlo, slatka voda, vazduh i dr.. Ukupno pretpostavljene rezerve prirodnih resursa, za duži period u XXI vijeku mogu podmiriti samo ekonomske potrebe. Problemi nisu samo u količini potrebnih rudnih resursa koliko u njihovom kvalitetu. Pored toga, problemi su i u tome što su današnji rudni reviri u dovoljnoj mjeri iscrpljeni pa se stoga moraju tražiti novi izvori istih prirodnih resursa. Nema sumnje da će XXI vijek biti u znaku potrage za prirodnim izvorima u geografskim regijama koje su do sada bile pošteđene geoloških istražnih radova i komercijalne eksploatacije. Najvažniji limitirajući faktor u značajnijem rastu proizvodnje prirodnih sirovina su ekonomske naravi, posebno u njihovoj preradi. Stoga veća proizvodnja prirodnih sirovina zavisi od ukupnog tehnološkog progresa, odnosno tehnologije njihove eksploatacije i prerade. Veća tehničko tehnološka opremljenost omogućuje preradu mineralnih sirovina koje su doskora smatrane nerentabilnim. Svakako treba imati u vidu da će nova geološka istraživanja obuhvatiti i daleko dublje rudonosne horizonte litosfere u odnosu na današnje. Najveće dubine do kojih su vršene eksploatacije rudnih resursa nisu bile dublje od 600 m, rijetko 1500 m, a samo pojedini rudokopi imali su dubinu od 3000 do 3500 m. Kada je u pitanju nafta dubinski eksploatacijski slojevi su daleko veći i iznose 2 do 4 km, a u nekim slučajevina 4.5 do 5 km. Geološki istražni radovi koji će obuhvatiti dublje litosferne horizonte vjerovatno će otkriti nove značajnije rezerve mineralnih sirovina. Velike količine rudnih sirovina mogu se ostvariti kompleksnom preradom iskorištenih haldišta.182 Tako u naslagama željezne rude često su zastupljeni vanadij, kobalt, bakar, cink, fosfor i drugi elementi. Iz rudnih naslaga obojenih metala kao što su: bakar, olovo, cink, kalaj, 182
Korišteni kopovi i odlagališta rude
volfram, molibden i dr., uz primjenu odgovarajućih tehnoloških rješenja, mogu biti ekstrahirani183 i drugi akcesori184, uz to vrlo cijenjeni, kao što su: zlato, srebro, platina, kobalt i drugi rijetki metali. Ogromne rezerve mineralnih bogatstava procjenjuju se u unutrašnjosti okeanskih šelfovskih zona i zona kontinentalnih odsjeka. Zajedno sa biloškim resursima, mineralni resursi Svjetskog okeana čine najveće izvore mineralnih sirovina potrebnih za industrijsku preradu u bližoj i daljoj budućnosti. Po posljednjim procjenama američkih, francuskih i drugih svjetskih geologa pod morskim i okeanskim dnom kriju se rezerve nafte od 90 do 155 milijardi tona. Već danas se u pribrežnom morskom pojasu Indijskog okeana uveliko eksploatiše kalaj, a u manjem obimu titan, cirkonski minerali i dr. Posebno velike perspektive za komercijalnu eksploataciju pružaju željezno - manganske konkrecije185 koje grade velike podvodne površine na dnu Tihog, Indijskog i Atlantskog okeana. Pored toga, i sama morska voda predstavlja, takođe, značajan izvor mnogih, važnih za čovjeka, hemijskih elemenata i mineralanih sirovina. Razmještaj prirodnih resursa na Zemlji je neravnomjeran. Naravnomjernost rasporeda zahtijeva sistematska geološka istraživanja svakog dijela Zemljine kore. Tako su, na primjer, naftna i plinska ležišta vezana, uglavnomm, za labilne zone Zemljine kore u kojima su akumulirani tokom duge geološke prošlosti, sedimenti u kojima, zahvaljujući njihovim „kolektorskim“ svojstvima, skrivaju naftu i plin. Mnoga ležišta metalnih orudnjenja vezana su za duboka magmatska ognjišta i obrazuju rudne zone koje se protežu na stotine km dužine. Ovo, samo po sebi, podrazumijeva da labilne zone Zemljine kore koje sadrže brojne mineralne sirovine ne poznaju državne granice. Najilustrativniji primjer je tihookeanski subduktivni spreading koji se pruža u dužini 40000 km i u sebi skriva mnogobrojna orudnjenja posebno olova, cinka, kalaja, volframa, molibdena, bakra, zlata i drugih korisnih ruda. Ovaj džinovnski planetarni labilni tektonski pojas pruža se po istočnim obalama Australije, Nove Gvineje, Filipinskog ostrvlja, duž istočnih obala Kine, Koreje, Japana, Rusije, Kanade, SAD, Meksika, Gvatemale, Hondurasa, Salvadora, Nikaragve, Kostarike, Kolumbije, Ekvadora, Perua i Čilea. Samo ovaj primjer ilustrativno pokazuje neophodnost inetrnacionalnog pristupa u istraživanju, eksploataciji i brizi za neobnovljive prirodne resurse. Početkom 70-tih godina XX vijeka eksploatacija rudnih sirovina sa morskog dna na dubini od 4000 do 6000 m smatrana je hipotetičkom. Već danas postoje naučno - tehnička rješenja za realizaciju ovakve zamisli i smatra se da će svojom renatabilnošću ovakva eksploatacija osigurati potrebe za nedostajućim mineralnim sirovinama. 5.3.5. Prognoze razvoja svjetske energije Problem globalnog razvoja energetike u budućnosti, posebno do prve polovine XXI vijeka, studiozno je razrađen u međunarodnim naučnim institucijama. Ovi problemi razmatrani su sa nekoliko aspekata. Porast stanovništva na planeti je glani faktor povećanja apsolutne potrebe za energijom. Na osnovu brojnih i dosta pesimističkih prognoza javila su se mišljenja o neophodnosti usporenja ukupnog porasta svjetskog stanovništva, posebno u prvoj polovini XXI vijeka, a bilo bi svrsishodno do kraja ovog vijeka zadržati broj svjetske populacije na 10 - 13 milijardi ljudi. 183
Ekstrahirati (lat. extrahere – izvući, izvaditi) – izdvojiti, izvući, izvlačiti, vaditi Akcesoran (lat. accessorius) – prav. pomoćni, dodatni, sporedan, uzgredan 185 Konkrecija (lat. concretio), 1. miner. grudvasta masa skupljena oko neke središnje tačke (zrna, fosila) ; 2. skupljanje čestica u cjelinu, zgušnjavanje, stvrdnjavanje 184
Nastavak ekonomskog razvoja u cijelom svijetu je drugi manje važan faktor, koji će određivati nivo i strukturu buduće potrebe za energijom. Provedena istraživanja u posljednjim godinama pokazuju da će tempo ekonomskog rasta u razvijenim zemljama biti manji za oko 1.0 do 2.0 % od onog predviđenog za period do kraja tekućeg vijeka; predviđanja su se kretala u prosjeku od 3.0 do 4.0 %, a u najrazvijenijih zemljama od 6.0 do 7.0 % u godini. Na osnovu predviđanja početkom 2000. godine potreba za energijom će se zadržati na , do tada, ostvarenoj potrošnji, a za takvu potrošnju biće dovoljno 18 do 20 milijardi tona uslovne toplote. U prvoj četvrtini XXI vijeka potrošnja energije će porasti na 30 do 38 milijardi tona uslovne toplote i stabilizirat će se krajem vijeka na nivou 65 do 80 milijardi tona uslovne toplote. Karakteristične tendencije razvoja svjetske energetike u spomenutom razdoblju imat će odlike stalnog smanjenja energenata organskog sastava (od 92 % koliko iznosi danas, do 17 % krajem XXI vijeka) uz odgovarajući porast, praktično neiscrpnih energetskih resursa. Potreba za energetskim resursima organskog porijekla u globalnim razmjerama postepeno će rasti do sredine XXI vijeka, a vrijednost će se udvostručiti u odnosu na današnju potrošnju. Od ovog perioda će se uloga organskih energenata smanjivati da bi se krajem XXI vijeka smanjila na nivo u 2000. godini. Značajan porast se očekuje u proizvodnji uglja sa 2.97 milijardi tona uslovne toplote, koliko je iznosila 1980. godine, do 5.7 milijardi tona uslovne toplote u 2025. godini. Predviđanja ukazuju da će od ovog perioda potreba za ugljem postupno opadati, a za prirodnim tečnim i sinstetičkim energentima potrebe će se stabilizirati poslije 2000. godine. Predviđa se stalno povećanje uloge sintetičke energije od 1.0 milijarde tona uslovne toplote, koliko će iznositi u 2000. godini, do maksimalno 3.0 odnosno 4.6 milijardi tona uslovne toplote u 2025. godini. U bližoj budućnosti očekuje se dalji rast proizvodnje prirodnog plina. Predviđanja ukazuju da će se u prvoj četvrtini XXI vijeka proizvodnja ovog energenta udvostručiti, potom opadati sve do kraja XXI vijeka. Obnovljivi energetski resursi kao hidroenergija, sunčeva energija i geotermička toplota, po ocjeni velikog broja stručnjaka, će se udvostručiti svoje učešće u potrošnji svjetske energije sa sadašnjih 20% na 40% ukupnih svjetskih potreba. I pored nekih, do sada evidentno ispoljenih, negativnosti po životnu sredinu vlada mišljenje da će kraj XXI vijeka biti vrijeme atomske energije. Potrebno je, takođe, napomenuti da će se u mnogim geografskim prostorima, kao osnovnim energentom, ljudi zadovoljavati upotrebom nekomercijalnih energenata kao što su drvo, otpaci iz privrede i sl. Od nekomercijalnih energenata posebno velika opasnost prijeti šumama. Ovaj obnovljivi energetski resurs praktično nestaje, i to znatno brže nego što se obnavlja. Procjene govore da se u cijelom svijetu za jednu minutu u prosjeku poseče 20 ha šume, što u toku jedne godine čini površinu koja je teritorijom jednaka onoj što zajedno zahvataju Danska, Holandija i Belgija. Na osnovu takvih saznanja postavlja se osnovni zadatak zaustavljanja korištenja drveta u svrhu energenta što podrazumijeva njegovu brzu supstituciju sa drugim energetskim izvorima. Na osnovu svih raspoloživih predviđanja s pravom se očekuje povećana potreba za energijom XXI vijeka kada će biti potrebno osigurati 25 do 35 puta veću potrošnju energije u odnosu na današnju.
6. OSNOVNI FAKTORI ŽIVOTNE SREDINE
Vazduh, voda i zemljište su osnovni faktori životne sredine koji obezbjeđuju život i opstanak svim živim organizmima. Hemijski sastav atmosfere, morskih i slatkih voda, zemljišta i dubljih slojeva Zemlje čine skup hemijskih abiotičkih faktora neorganske sredine koji djeluju na žive organizme. Raznovrsnost i rasprostranjenost živog svijeta (biodiverzitet) u međuzavisnosti je sa vazduhom, vodom i zemljištem. 6.1. VAZDUH Atmosferski vazduh je fizička smjesa izvjesnog broja stalnih gasova, hemijskih jedinjenja i raznih gasovitih, tečnih i čvrstih primjesa (pridodataka). Razlika između stalnih gasova u smjesi vazduha i primjesa je ta što su stalni gasovi postojani u svojim međusobnim srazmjerama, dok su primjese veoma promjenljive; nekad ih ima u većim a nekad u manjim količinama u atmosferi. Sve do kraja XVIII vijeka smatralo se da je vazuh elemen(a)t. Tek je na osnovu radova Šelea, Pristlija i Lavoazjea dokazano da on predstavlja smjesu dva gasa: kiseonika i azota. Analizom je utvrđeno da je sastav vazduha stalan iako se njegovi glavni sastojci: kiseonik,azot i ugljen-dioksid troše u ogromnim količinama, pri raznim hemijskim procesima koji se odigravaju u prirodi. Stalan sastav vazduha objašnjava se postojanjem izvjesnih ″regulatora″ u prirodi. Vazduh bez primjesa naziva se suhi vazduh; njegovi stalni sastojci su slijedeći gasovi: azot, kiseonik, ozon, argon, ugljen-dioksid i dr. Samo prva dva gasa, azot i kiseonik, sačinjavaju 99% zapremine atmosferskih gasova u suhom vazduhu, čiji je prosječan sastav dat u Tabeli 21. Čist vazduh, oslobođen vodene pare, ugljen-dioksida i prašine, je bezbojan gas, bez mirisa i ukusa. Pod normalnim uslovima 1 dm3 (1 litar) čistog vazduha ima masu od 1.293 g. Pri jakom hlađenju (- 190o) vazduh se kondezuje u tečnost. Svježe spravljen tečan vazduh je bezbojna providna tečnost, ali stajanjem dobija plavičastu boju186. Tabela 21. Prosječan sastav suhog vazduha u procentima zapremine (prema S. Hromovu) Azot (N2) Kiseonik (O2) Argon (Ar) Ugljen-dioksid (CO2) Neon (Ne) Helijum (He) Metan (CH4) Kripton (Kr)
78,084 20,946 0,934 0,033 0,0018 0,000524 0,0002 0,000114
Vodonik (H2) Azot oksid (N2O) Ksenon (Xe) Ozon (O3) Superoksid vodonik H2O2 Amonijak (NH3) Jod (J) Radon (Rn)
0,00005 0,00005 0,0000087 0,000001 0,0000001 0,0000001 0,0000000035 6,0 · 10-18
Azot (nitrogenium) je gas bez boje, mirisa i ukusa. Glavni je sastojak tkiva biljaka i životinja, bjelančevina i drugih jedinjenja. Ključa na 195oC, a atomska težina mu je 14.067 pod normalnim atmosferskim pritiskom. 186
Iako je kiseonik rastvorljiviji u vodi od azota, voda u dodiru s vazduhom sadrži više rastvorenog azota, jer se azot u vazduhu nalazi četiri puta više od kiseonika. Ovaj rastvoreni kiseonik iz vazduha upotrebljavaju živi organizmi u vodi za svoje oksidacione procese.
Azot187je otkrio škotski ljekar D. Radeford (D. Rutherford,1749 – 1819) 1772. godine kao sastavni dio vazduha (″škodljivi vazduh″), ali ga je Lavoazje bliže opisao i dao mu ime azot (grč. asos) - ″onaj koji ne podržava život″. Kasnije (1790), ovaj element dobiva naziv ″nitrogen″, po prijedlogu francuskog hemičara Šaptala (J.A. Chaptal, 1756 – 1832), od riječi koje znače obrazovanje šalitre (KNO3), supstance u čijem sastavu se nalazi azot. Azot je gas bez boje, ukusa i mirisa, ne gori i ne podržava gorenje, nije otrovan; specifički je lakši od vazduha (jedan dm3 azota ima masu, pod normalnim uslovima 1.2506 g, a vazduh 1.293 g). Tečni azot ključa na -195,82oC, a mrzne se na -210oC. Azot se u vodi znatno slabije rastvara od kiseonika. Azot spada u inertne gasove, odnosno to je gas koji hemijski reaguje veoma teško (teško se spaja sa ostalim gasovima pri normalnim uslovima u atmosferi). Iako čini glavni dio atmosfere (79%), zbog njegove inertnosti većina orgnizama ga ne može koristiti. Molekuli azota mogu se aktiviraju i na običnoj temperaturi pomoću izvjesnih mikroorganizama, koji se nalaze na korijenju biljaka leguminoza (djeteline, graška, pasulja i dr.)188 s kojima žive u simbiozi. To su, na primjer, poznate bakterije Bacterium radicikola, koje mogu da asimiluju azot iz vazduha i da ga pretvore u organska azotna jedinjenja. Ova tijesna povezanost biljaka i bakterija, koje žive u simbiozi, ima veliki značaj za poljoprivredu, jer se na taj način same biljke snabdijevaju potrebnim azotom direktno iz vazduha (biološka fiksacija azota). Specijalni mikroorganizmi zemljišta razlažu proteine (bjelančevine) u prostije proizvode (aminokiseline, a zatim u još prostije organske i neorganske supstance). Jedan od krajnjih proizvoda raspadanja jeste amonijak. Ovaj proces poznat je pod imenom aminofiksacija. Sa kiseonikom i vodonikom azot se spaja samo pri električnim pražnjenjima, i pri tom spajanju obrazuje se amonijak ( NH3) i šalitrena kiselina ( NH4OH ). Amonijak i šalitrena kiselina sa padavinama dospijevaju u zemljište i predstavljaju prirodno đubrivo iz atmosfere. Količina amonijaka i šalitrene kiseline prosječno godišnje iznosi do 10 kg po jednom hektaru. Azot učestvuje u biloškom kruženju materije u prirodi ( biogeohemijski ciklusi ) : azot u atmosferi – azot u organizmima – azot u atmosferi. U prirodi, azot se oslobađa varenjem bjelančevina u organizmima životinja, truljenjem organizama pod dejstvom bakterija i dr. Amonijak i urin razlažu bakterije i vraćaju azot u atmosferu. Po K.Oru189 ciklus kruženja ukupne mase azota u atmosferi traje oko 100 miliona godina. Kiseonik (lat. oxygenium) je, za razliku od azota, vrlo aktivan gas. To je najobilniji element u prirodi; ima ga u Zemljinoj kori, okeanima i atmosferi, gotovo koliko svih ostalih elementa zajedno. Nalazi se u slobodnom stanju u vazduhu, a vezan u vodi, mnogim stijenama i mineralima, ulazi u sastav i svih biljaka i životinja; neophodan je za život biljnog i životinjskog svijeta. Mada ga u atmosferi ima 1,5 · 1015 tona (1,500,000,000,000,000 tona), to je ipak samo 0,01% od njegove količine u Zemljinoj kori , gdje učestvuje u građi većine minerala. Kiseonik se u atmosferi pojavio u njenom četvrtom stadiju postanka (biogeni stadijum), pojavom zelenih biljaka. Dominacijom kopnenih biljaka, prije skoro 400 miliona godina, naglo se povisio procenat učešća kiseonika u atmosferi. Kiseonik je prvi otkrio Šele (C.W. Scheele, 1742 -1786) 1772. godine, ali su njegovi radovi kasnije objavljeni (1777), i zato se otkriće kiseonika pripisuje Pristliju (J.Priestley, 1733 Ime azot potiče od grčke riječi ″asos″ - beživotni. Pored leguminoza (biljke sa mahunastim plodovima), postoji još oko 170 vrsta neleguminoznih biljaka koje mogu da fiksiraju azot iz vazduha u društvu sa Actinomycetes u korijenu biljaka. 189 Орр К. (1964): Между Землеи и Космосом (перевод с англииского), Гидрометеоиздат, Ленинград (Санкт Петербург) 187 188
– 1804) koji ga je dobio 1774. godine, dejstvom Sunčevih zraka, koje je propustio kroz žižu sočiva, na živa (II) – oksid. Osobine kiseonika i njegovo prisustvo u vazduhu dokazao je Lavoazje, a takođe mu je on dao i ime, oxygene, od grčkih riječi za oštar, kiseo i rođen (″stvaralac kiseline″). Kiseonik je na običnoj temperaturi i pritisku gas bez boje, mirisa i okusa; snižavanjem temperature pretvara se u plavičastu tečnost koja ključa na -183oC, a na -218,76oC pretvara se u čvrsto stanje takođe plavičaste boje. Kiseonik se u vodi više rastvara od vodonika, a od ovog rastvorenog kiseonika u vodi zavisi opstanak ihtiofaune i biljaka u vodenoj sredini190. Koncentracija kiseonika (oko 21%) u atmosferi je optimalna vrijednost za život na našoj planeti. Svako značajnije negativno odstupanje od ove vrijednosti bi dovelo u pitanje opstanak ljudske civilizacije, dok bi u slučaju većeg procentualnog učešća kiseonika u atmosferi (većeg od 21%) došlo do paljenja, pri kojem bi gorile čak i zelene biljke. Kiseonik ima veliku ulogu kao gas koji slabi Sunčevu radijaciju (zračenje), omogućava disanje i sagorijevanje. Biljni svijet na Zemlji, u procesu fotosinteze, oslobađa oko 400 milijardi tona kiseonika godišnje Fotosinteza191 je hemijska sinteza (izgrađivanje složenih molekula od jednostavnijih) koju izaziva djelovanje svjetla. Predstavlja pretvaranje energije Sunčevih zraka u energiju hemijskih veza organske materije. Prilikom fotosinteze zeleni biljni organi i zelene biljke oslobađaju u atmosferu kiseonik (jednačine 1 i 2). Hlorofil kao zeleni pigment od ugljendioksida iz vazduha i vode uz prisustvo energije Sunca izgrađuje šećer i oslobađa u atmosferu kiseonik. (1) (2)
CO2 + H2O + hv192 → CH2 + O2 , ili 6CO2 + 6H2O + E193 → C6H12O6 + 6O2
Naša atmosfera održava stalan količinski odnos azota i kiseonika. Ogromne količine kiseonika troše se u požarima, sagorjevanju uglja, nafte i prirodnog gasa i dr., ali proces fotosinteze sve to nadoknađuje. Kiseonik takođe učestvuje u biološkom kruženju materija u prirodi: kiseonik u atmosferi – kiseonik u organizmima – kiseonik u atmosferi; trajanje ovog ciklusa iznosi oko 3000 godina. Kiseonik ima veliku praktičnu primjenu: u tehnici za dobijanje visoke temperature. Ovo se postiže sagorjevanjem različitih gasova (vodonika, acetilena, gasa za osvjetljenje i dr.) u čistom kiseoniku. U medicini kiseonik se upotrebljava za osvješćivanje utopljenika ili onih koji su otrovani gasom za osvjetljenje; on služi i pri liječenju nekih plućnih bolesti. Upotrebljava se u putničkim avionima koji lete na velikim visinama, zatim vazdušnim brodovima i podmornicama, koji su snabdjeveni specijalnim uređajima pomoću kojih se utrošeni kiseonik pri disanju zamjenjuje novim i dr. Ugljen-dioksid je gas koji ima višestruko značenje za našu planetu i vrlo je važan klimatski činilac. To je anhidrid ugljene kiseline, nalazi se kao slobodan u vazduhu (0.03 zapreminska procenta, tj. 3 dm3 na 10000 dm3 vazduha); zatim u mineralnim vodama; izbija iz unutrašnjosti Zemlje u blizini vulkana. Velika količina ugljen-dioksida nalazi se vezana u obliku soli karbonata, a naročito kalcijum-karbonata,CaCO3. U većini izvorskih i riječnih voda ima rastvorenog kalcijum-hidrogen-karbonata (kalcijum-bikarbonata), Ca(HCO3), od kojeg 190
Opširnije vidjeti:Arsenijević R.S.(1994), Hemija – opšta i neorganska, Naučna knjiga, Beograd, str. 249 – 264. Grč. photos – svjetlost, synthesis - sjedinjavanje,spajanje. 192 hv – hlorofil. 193 E – energija. 191
najvećim dijelom potiče tvrdoća vode; jednim dijelom ovo jedinjenje utiče na dobivanje prijatnog i osvježavajućeg ukusa pijaće vode. Ugljen-dioksid je na običnoj temperaturi i običnom pritisku bezbojan gas, pomalo oštrog mirisa i slabog kiselog ukusa koji potiče od razgrađene ugljene kiseline pri njegovom rastvaranju u vodi; ne gori niti podržava gorenje. Ugljen-dioksid ima 1.5 puta veću gustinu od vazduha, pa zato može da se presipa iz jednog suda u drugi kao neka tečnost. Povišavanjem pritiska CO2 rastvorljivost mu se povećava (primjena za dobivanje ″soda vode″).194 On nije otrovan, ali pošto ne podržava disanje, to u većim količinama izaziva gušenje uslijed nedostatka kiseonika. S obzirom da je teži od vazduha, uvijek se nalazi u donjim slojevima – u blizini dna prostorija.195 Ovaj gas intenzivno apsorbuje dugotalasno zračenje (infracrveni zraci, od 12 do 16,3μ) koje zrači topografska površina. Na taj način ugljen-dioksid utiče i reguliše toplotne procese na našoj planeti. Biljni svijet koristi za svoje potrebe godišnje oko 550 milijardi tona ovog gasa: zelene biljke ga razlažu procesom fotosinteze, uzimajući iz njega ugljenik za svoju ishranu, a oslobađajući kiseonik. U okeanima i morima je rastvoreno oko 50 puta više ovog gasa nego što ga ima u atmosferi. Za razliku od kiseonika, čije se procentualno učešće u atmosferi neznatno mijenja, koncentracija ugljen - dioksida u atmosferi bilježi konstantan rast, od industrijske revolucije do početka trećeg milenijuma. Proračuni govore da se godišnja emisija ugljen - dioksida iz industrijskih aktivnosti (uglavnom sagorjevanjem fosilnih goriva) procjenjuje na 6 giga (6 109 ) tona godišnje. Anropogene promjene na našoj planeti, uključujući i krčenje tropskih šuma, smatra se da proizvode daljih 1 - 2 giga tona (Gt) CO2. Računa se da je nivo ugljen-dioksida počeo naglo da raste poslije početka globalnog čišćenja šuma za potrebe poljoprivrede, a naglašen veliki rast ugljen-dioksida je, takođe, u saglasju sa industrijskom erom. Koncentracija CO2 je sa 280 ppm196 (dio na milion – 0.000280) od predindustrijskog perioda narasla na oko 350 ppm, što se smatra značajnim povećanjem. ″Zemljin oreol197 od ugljen - dioksida bio je težak samo 590, a 1995. godine 760 milijardi tona, da bi danas na početku XXI vijeka dostigao vrijednost 1.2 triliona tona198 ″. Ukoliko se ne zaustavi ovaj porast koncentracije ugljen-dioksida, njegova vrijednost bi 2075. godine dostigla 600 ppm, a to bi značilo ozbiljne poremećaje u geografskom omotaču. I ugljen - dioksid ima svoj ciklus kruženja u prirodi koji za svu njegovu masu u atmosferi traje, po K.Oru199, jednu do tri godine. Ozon je hemijski vrlo aktivan gas, mada njegova masa, koja se nalazi u stratosferi, sačinjava samo 1/3000000 dio mase Zemljine atmosfere. Ozon (od grčke riječi koja znači ″mirisati″) je otkrio hemičar, profesor univerziteta u Bazelu, Fridrih Šenbajn (C.F. Schőnbein, 1799 – 1868). Naime, dosta rano je primijećeno da vazduh u blizini električnih mašina, koje su u radu, ima karakterističan miris. F. Šenbajn je ustanovio da tu postaje neka gasovita supstanca, kojoj je dao ime ozon, ali nije uspio da je bliže ispita.
194
Prijatan kiseli ukus rastvora CO2 u vodi prvi je zapazio Pristli oko 1760. godine. Psi uvedeni u Pasju pećinu kod Napulja – u kojoj se CO2 skuplja u donjim slojevima – se uguše, a čovjek ne. 196 ppm – part per million; ppmv – part per million volume; ppb – part per billion; ppbv – part per billion volume. 197 Misli se na omotač koji sadrži CO2 i koji okružuje Zemlju. 198 Pecelj R.M. (2000), Klimatske promjene i efekat staklene bašte, Beograd,str.45. 199 Orr K, cit. rad, str 8. 195
Ozon je kasnije ispitivan i ustanovljeno je da predstavlja prostu supstancu, kao i kiseonik, samo za razliku od običnog kiseonika, čiji su molekuli dvoatomni (O2), molekuli ozona su troatomni (O3). Čist ozon je gas plave boje; tečan je (tačka ključanja -111,9oC) tamnoplav, a čvrst je (tačka topljenja -193oC) crn (dijamagnetičan je200). U vodi se ozon rastvara više od kiseonika; toksičan je, naročito ako se duže udiše čak i u minimalnoj količini. Eksperimentima je utvrđeno da je on vrlo opasan za čovječija pluća: čovjek koji provede samo dva sata u vazduhu koji sadrži dva milionita zapreminska dijela ozona osjeća jako gušenje i iznuren je; da bi se povratio potreban mu je oporavak od nekoliko dana, a kašalj koji se javio kao posljedica udisanja povećane koncentracije ozona prestaje tek nakon nekoliko nedelja.201 Postoji nekoliko teorija o obrazovanju ozona – alotropskog oblika molekularnog kiseonika. Fotohemijska teorija objašnjava obrazovanje ozona djelovanjem ultraljubičastih zraka Sunca na molekule kiseonika (O2) koji ih razlažu u atome (O – O), a ovi se zatim spajaju sa preostalim dvoatomskim molekulima, obrazujući molekul ozona (O3). Apsorbujući ultraljubičaste zrake ozon se zagrijava, zbog čega se povećava temperatura u stratosferi. Elektronsko-kosmička teorija, jedna od novijih, ukazuje da se ozon u stratosferi obrazuje djelovanjem elektrona Sunčevog porijekla – kosmičkih zraka – na molekule kiseonika. Ova teorija zasniva se i na činjenici da je visina na kojoj se najviše obrazuje kiseonik (20-25 km) istovremeno i visina maksimalnog apsorbovanja kosmičke radijacije u atmosferi. Ozona ima i u prizemnim slojevima atmosfere, gdje se obrazuje pri električnim pražnjenjima za vrijeme nepogoda. U velikim gradovima koncentracija ozona je povećana, jer je on sastavni dio izduvnih gasova motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Količina ozona je različita u pojedinim oblastima. Najviše ga ima u višim, a znatno manje u srednjim i nižim geografski širinama. On se mijenja i tokom smjene godišnjih doba: više ga je u proljećnim nego u jesenjim mjesecima.
Ozon je veoma značajan meteorološki klimatski činilac. Najviše ga ima na visinama od 22 – 25 km iznad Zemljine površine, odakle se smanjuje kako prema topografskoj površini (do 10 km visine), tako i prema većim visinama (do 55 km visine). Taj dio stratosfere, sa velikom koncentracijom ozona, naziva se ozonosfera. Ozon apsorbuje najveći dio Sunčevih ultraljubičastih zraka, koji imaju jako baktericidno dejstvo, ali su biološki i štetni: izazivaju eritem (crvenilo) kože, neke krvne bolesti, razlažu bjelančevine u ćelijama pa ih tako uništavaju i dr. Ozon jako dejstvuje na mnoge metale pretvarajući ih u odgovarajuće okside; zatim jako dejstvuje na organske proizvode i često ih razara (na primjer, gumene crijeva), uništava biljne i vještačke boje, ubija mikroorganizme. Ozon se upotrebljava za dezinfekciju vode za piće202, zatim za prečišćavanje vazduha u pozorišnim i bioskopskim salama, kućnim hladnjačama, za bijeljenje slame, vune, perja, voska itd. Često se primjenjuje, pomiješan sa vazduhom, za ventiliranje rudnika; značajna mu je primjena kao oksidacionog sredstva u organskoj hemijskoj industriji. Plemeniti gasovi203. U ogranku osme grupe (koja je ranije označavana kao 0 – grupa) periodnog sistema nalazi se šest gasovitih elemenata: helijum, neon, argon, kripton, ksenon i radon. Ovi elementi su dobili naziv plemeniti (inertni) gasovi, jer su hemijski veoma slabo 200
Pojava da magnetna polja odbijaju neke materije (so, srebro i dr.); takve se materije zovu dijamagnetici. Хромов, С.П., Мамонтова, Л.И. (1974), Метеорологический словарь, Гидрометеоиздат, Лењинград (Санкт - Петербург), str. 232. 202 Ozon je ovu svrhu efikasniji od hlora, jer se odlikuje jakom oksidacionom moći, pa zato mnogo brže ubija bakterije i viruse nego hlor. Međutim, ozon se mora proizvoditi na onom mjestu gdje se i upotrebljava. U tome je hlor od njega pogodniji. 203 Više vidjeti: Arsenijević R.S., cit. izd, str. 361 – 371. 201
reaktivni. U perifernom sloju atoma svakog plemenitog gasa ima osam elektrona , sem helijuma koji ima dva. Argon (grč. argon – neaktivan) se nalazi u vazduhu sa 0.93 zapreminska procenta, a može se dobiti frakcionom destilacijom tečnog vazduha, iz kojeg su prethodno odvojeni azot i kiseonik. On se nalazi u maloj količini u gasovima koji izbijaju iz velike dubine Zemlje (na primjer, u nekim izvorima na Islandu i Pirinejima). Argon se upotrebljava u smjesi sa azotom (80-90% Ar sa 20-10% N) za punjenje električnih sijalica, a takođe i za svjetlosne reklame. Sijalice sa argonom daju jaču svjetlost od sijalica napunjenih samim azotom. U atmosferi argona usporava se isparavanje volframove niti, pa se ova može usijati na višoj temperaturi; fluoroscentne cijevi ispunjene su živinom parom i argonom. Da bi se pri pakovanju zadržala boja i očuvao ukus nekih namirnica, upotrebljava se argon kao izolacioni gas. Argon se sve više upotrebljava u tehnici zavarivanja jer daje potrebnu inertnu atmosferu koja štiti var. Stvaranje inertne hemijske atmosfere doprinosi da argon nalazi sve veću primjenu i pri obradi i dobivanju čistih metala i legura. Helijum (helium) je prvo otkriven na Suncu204, a tek poslije 20 godina i na Zemlji, pomoću spektralne analize koju su usavršili Bunzen (R. Bunsen, 1811 – 1899) i Kirhof (G. Kirchhoff, 1824 – 1887). Helijum se u industrijske svrhe isključivo dobija od prirodnih gasova koji izlaze iz izvora nafte (Kanzas, Teksas-Amarillo, i izvori ″prirodnog gasa″ u Kanadi). Ti gasovi sadrže do 2% helijuma (u nekim izvorima 2 - 6%). U vodi mnogih mineralnih izvora nalazi se takođe izvjesna količina helijuma.205 Helijum je poslije vodonika najlakši gas. On se danas primjenjuje mjesto vodonika za punjenje aerostata (vazdušnih balona, sprava koje se, punjene gasom lakših od vazduha, dižu u vis). Prednost helijuma nad vodonikom, za ovu svrhu, jeste u tome što nije zapaljiv. U atmosferi helijuma suše se i čuvaju eksplozivne supstance. ″Helijumov vazduh″ (21% O2 i 79% He) daje se roniocima umjesto običnog atmosferskog vazduha jer se helijum manje rastvara u krvi nego azot. Ronioci koji udišu ovu smjesu mogu duže da ostanu pod vodom, a u isto vrijeme lakše podnose promjenu pritiska. Helijum nalazi primjenu, kao i argon, za punjenje sijalica, a takođe i za punjenje gasnih termometara, zatim kao zaštita pri lučnom zavarivanju (na primjer, aluminijum i magnezijum se lučno zavaruju u atmosferi helijuma i argona). Helijum se koristi za dobijanje najnižih temperatura i neobično je značajan za ispitivanje materijala na niskim temperaturama.
204
U atmosferi Sunca otkrivene su 1868. godine neke nove linije pomoću spektroskopa, koje nisu odgovarale nijednom poznatom elementu na Zemlji. To je zapazio Žansen (P.C. Janssen, 1824 -1907) i tada se vjerovalo da je to neki novi element koji postoji samo na Suncu; ime helijum dao mu je astronom Lokjer (J.N. Lockyer, 1836 – 1920) po grčkoj riječi za Sunce. Tek 1885. godine Remzi (W. Ramsay, 1852 – 1916) dokazuje prisustvo helijuma u gasovima koji postaju zagrijavanjem minerala kleveita. 205 Helijum ovdje vjerovatno postaje od α– čestica prirodnim raspadanjem radioaktivnih minerala Zemljine kore koji sadrže članove uranovog i torijumovog niza
Kad se helijum ohladi do 2.18 K206 pri jednoj atmosferi (1 atm = 101.325 Pa) – tzv. lambda tačka (λ – tačka), mijenja se u tekućinu koja se naziva helijum II. Helijum II sigurno je jedna od najčudnijih poznatih tečnosti. Toplotna provodljivost helijuma II je 600 puta veća od provodljivosti toplote bakra na sobnoj temperaturi. Viskoznost (svojstvo tečnosti da se protivi promjeni položaja svojih molekula) mu je neobično mala, 1000 puta manja od gasnog vodonika. Ako se helij II stavi u neku posudu, tečnost će se penjati po unutrašnjoj strani, a spuštati po vanjskoj strani posude. Remzi (W. Ramsay) i Trevers (M.W. Travers), nekoliko godina poslije otkrića argona (1898), otkrili su još tri plemenita gasa: neon (neon), kripton (krypton ) i ksenon (xenon). Neon (″nov″) se upotrebljava za punjenje reklamnih svijetlećih cijevi. Ta upotreba se zasniva na njegovom svojstvu da isijava žarku narandžasto - ljubičastu svjetlost (ili narandžasto - crvenu), ako kroz gas pod smanjenim pritiskom dođe do električnog pražnjenja. Miješanjem neona sa argonom (i živinim parama) mijenja se boja emitovane svjetlosti do tamnoplave i zelene. Upotrebom različito obojenih staklenih cijevi mogući su i drugi svjetlosni efekti. Sijalice sa neonom i kriptonom upotrebljavaju se za obilježavanje i signalizaciju na aerodromima. Kripton (″sakriven″) se dobija frakcionom destilacijom sirovog argona. Upotrebljava se za punjenje sijalica i cijevi za svjetlosne reklame, koje daju zelenu ili ljubičastu svjetlost. Ksenon (″stran″) se nalazi u vazduhu u vrlo maloj količini (v. Tabelu 21), a ima 9 izotopa207, dok je do danas proizvedeno 15 radioaktivnih izotopa ksenona. Ksenon (i kripton) primijenjuje se u rendgenologiji, jer dobro apsorbuje X – zrake208, pa se njima pune pluća i dijelovi tijela koji se zrače X – zracima. Ksenon je prvi element plemenitih gasova čija su jedinjenja sintetički dobijena 1962. godine. Radon (Rn) (plemeniti gas, radioaktivni element – atomska težina 222, redni broj 86, poznat i pod imenom radijeva emanacija209) je otkriven pri izučavanju radioaktivnih procesa; u vazduhu se nalazi u vrlo maloj količini, oko 6 · 10-18 %. Primijenjuje se u liječenju malignih (zloćudnih, opakih, štetnih) tumora. Vodonik (hydrogenium) je najobilniji element kosmosa; zvijezde (pa i naše Sunce) su sastavljene uglavnom od ovog gasa (otprilike oko 90%); ulazi u sastav najvećeg broja
206
U SI sistemu (Međunarodni sistem mjernih jedinica) jedinica temperature je kelvin (K); nulta tačka u Kelvinovoj skali je 0 K ( -273.15oC) i nosi naziv apsolutna nula, a predstavlja najnižu moguću temperaturu. To je termodinamički najniža moguća temperatura na kojoj prestaju oscilatorna kretanja atoma u molekulu. Za preračunavanje Celzijusove u Kelvinovu skalu i obratno, služi jednačina: K = oC + 273,15. Voda se mrzne na 273,15 K (zaokruženo 273 K), a ključa na 373,15 K (373 K). Uobičajeno je da se Celzijusova temperatura izražava sa t, a temperatura na apsolutnoj nuli ili Kelvinova skala sa T. Temperaturu apsolutne nule nije moguće postići. U blizini apsolutne nule sve supstance su u čvrstom agregatnom stanju, sem helijuma koji je u tečnom agregatnom stanju. 207 Različiti oblici jednog te istog elementa koji se razlikuju atomskom težinom. 208 Njemački fizičar Wilhelm Konrad Rőntgen (1845 – 1923) je 1895. godine objavio da je u Crookesovoj cijevi otkrio nove, nevidljive zrake, koje izazivaju fluoroscenciju, prolaze kroz materiju, zatamne fotografsku ploču, izbijaju nabijeni elektroskop (aparat koji pokazuje da je neko tijelo pod električnim nabojem), a magnet ih ne skreće (otklanja). Te zrake nazvao je X – zracima – nevidljivim zracima koje nastaju pri udaru vrlo brzih elektrona na površinu nekog tijela (npr. metala); imaju veliku sposobnost da prodiru kroz tijelo zbog čega se primijenjuju u medicini i tehnici, ali sa njihovom upotrebom treba biti izuzetno oprezan. 209 Hemijski element niton, hemijski znak Nt, (nitere – sijati, svijetliti se; atomska težina 222, redni broj 86, plemeniti gas) je takođe emanacija radija (Ra); emanacija u fizici označava međuproizvod (sličan gasu) raspadanja radioaktivnih materija; u periodnom sistemu elemenata odnosi se na 0 – grupu (potpuna hemijska inertnost).
jedinjenja; nalazi se kao slobodan u gasovitom omotaču većine zvijezda210 , ali je registrovan (kao elementarni vodonik) i u višim slojevima Zemljine atmosfere i u vulkanskim gasovima. Na našoj planeti rijetko se sreće kao slobodan gas, vjerovatno zato što je u odnosu prema zvijezdama Zemljina gravitacija (pre)slaba da zadrži lake molekule vodonika. Jedan dio slobodnog vodonika u atmosferi postaje, pored CO2, iz zelenih biljaka, a proizvodi se u atmosferi i reacijom ugljen-monoksida sa slobodnim radikalima ·OH, koji postaju razlaganjem vodene pare kiseonikom fotodisocijacije ozona. Vodonik je na običnoj temperaturi gas bez boje, mirisa i ukusa. Na temperaturi od o 240.2 C može, pomoću pritiska od 1296.6 kPa (12.8 atm), da se pretvori u tečnost, koja ključa pod atmosferskim pritiskom na -252,8oC. Vodonik je najlakši gas koji postoji, jedan dm3 (jedan litar) vodonika na temperaturi 0oC i pritiska od oko 101.3 kPa ima masu od 0.08985 g. Lakši je od vazduha 14.4 puta, pa je ranije upotrebljavan za punjenje vazdušnih balona. Vodonik provodi toplotu sedam puta bolje od vazduha. Vodonik ima široku primjenu. U hemijskoj industriji se upotrebljava za dobijanje mnogih jedinjenja, a naročito amonijaka i metanola (metil - alkohola). Važna mu je primjena za dobijanje čvrstih masti (hidrogenovanjem ulja) i sintetičkog benzina. Vodonik se upotrebljava kao redukciono sredstvo211 za dobijanje nekih rijetkih metala iz njihovih oksida, a u novije vrijeme je našao primjenu kao pogodno gasno gorivo kod motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, kao raketno gorivo itd. Amonijak se u prirodi nalazi u vulkanskim gasovima,zatim na mjestima gdje trule azotna organska jedinjenja , u gasu za osvjetljenje, malo u krvi i urinu životinja itd. Industrijski se dobija isključivo na dva načina: sintezom iz elemenata (Haber – Boschov postupak) i iz amonijačnih voda. Velike količine amonijaka dobijaju se godišnje kao nusproizvod (sporedni proizvod) kod proizvodnje koksa ili suhe destilacije uglja. Svjetska proizvodnja amonijaka prelazi 100 miliona tona godišnje. Najveće količine amonijaka troše se za dobijanje amonijevih soli koje služe kao vještačko đubrivo. Amonijak je bezbojan gas, oštrog (″bockastog″) karakterističnog mirisa; ako se udiše veoma štetno djeluje na organe za disanje, ali isto tako štetno djeluje i na oči. On je znatno lakši od vazduha, jer mu je relativna molekulska masa212 17.03 (vazduha, približno 29.0). Zbog ove male relativne mase amonijak se vrlo brzo difunduje213 kroz tkiva očiju i izaziva teške posljedice. Amonijak i amonijum – soli imaju veliku primjenu u raznim granama industrije. Amonijak se najviše upotrebljava za dobijanje azotne kiseline, za vještačko hlađenje i za građenje amonijum soli. Amonijum-soli primjenjuju se u poljoprivredi; amonijum hlorid se upotrebljava za izradu suhog galvanskog elemnenta koji se primijenjuju u baterijskim lampama. U novije vrijeme se sve više upotrebljava anhidrovani tečni amonijak, ili njegov vodeni rastvor, kao vještačko azotno đubrivo, koji se direktno unosi u zemljište.
210
Temperatura u jezgru Sunca iznosi oko 16 ·106 0C; tako visoke teperature nastaju termonuklearnim procesima: svake sekunde oko 564 miliona tona vodonika pretvara se u 560 miliona tona helijuma, pri čemu se oslobađa ogromna količina energije od1027 kWh. 211 Oduzimanje kiseonika od neke supstance zove se redukcija; proces sjedinjavanja kiseonika sa nekom supstancom zove se oksidacija. 212 Relativna molekulska masa neke supstance je broj koji pokazuje koliko je puta prosječna masa njenog molekula veća od 1/12 mase atoma ugljenikovog izotopa C – 12; pošto se molekuli supstanci sastoje od atoma, to se sabiranjem relativnih atomskih masa elemenata koji čine njihov sastav dobijaju relativne molekulske mase. 213 lat. diffundere – razliti, raširiti, cijediti se kroz nešto, rasprostirati se amo od sebe na sve strane.
Jod (jodum)214 se u prirodi nalazi kao stalni pratilac hlora i broma, ali u vrlo malim količinama. On je dosta rasprostranjen u neznatnim količinama, na primjer: u mineralnim vodama, vazduhu, biljkama, mineralima, kod ljudi i životinja se nalazi u štitastoj žlijezdi, u hormonu tiroksinu i dr. Osobine joda215. Jod je na običnoj temperaturi čvrsta, kristalna supstanca sa molekulskom kristalnom rešetkom. Iako se topi na 113.6oC, a ključa na 184.35oC njegova ljubičasta para primjećuje se i na običnoj temperaturi. Para joda je otrovna, dejstvuje na organe za disanje i izaziva zapaljenje očiju. Jod se primijenjuje dosta u medicini za pravljenje antiseptika ″jodne tinkture″216 i jodo-forma, a takođe i za mnoge farmaceutske preparate, zatim za ″jodiranje″ kuhinjske soli. Prema mnogim dosadašnjim istraživanjima povećana gušavost (struma)217 kod ljudi dolazi od nedostatka joda u zemljištu, hrani i vodi. Za spriječavanje gušavosti dodaje se jedan dio KI ili NaI na 100000 dijelova kuhinjske soli koja se upotrebljava u domaćinstvu i ishrani. Primjese vazduha. Među primjesama najveći značaj ima vodena para. U vazduhu je ima do 4% (zapreminski procenti) ali je njen značaj neuporedivo veći, naročito u bioklimatologiji; u prizemnim slojevima atmosfere sadržaj vodene pare po zapremini kreće se od 0.2% u polarnim oblastima do 2.6% u ekvatorijalnoj oblasti; na visini od 1.5 – 2.0 km iznad Zemljine površine ima je upola manje. Vidljivo je da je njen relativni udio vrlo promjenljiv, zavisno od temperature i udaljenosti od izvora vlage; više je ima ljeti nego zimi. Od njenog udjela u atmosferi zavisi kolika je vlažnost vazduha; veći procenat vodene pare pri određenim temperaturnim uslovima utiče na pojavu zapare (omorine). Vodena para vrlo intenzivno apsorbuje Sunčevu radijaciju u njenom crvenom i infracrvenom dijelu spektra, kao i infracrvene zrake koje Zemlja izračuje, utičući time na njen bilans zračenja. Treba reći da vodena para ima svojstva jedinjenja koja utiču na (negativan) efekat staklene bašte, a time i na bilans radijacije. Pored vodene pare (i pomenutih gasova) prizemni sloj atmosfere sadrži veću ili manju količinu lebdećih primjesa (krute i tekuće primjese) - aerosoli218. Te čvrste sitne čestice su veoma malih dimenzija (prečnik jona do 10 -8 cm, kapljica vode do 10 -5 cm), tako da ih u 1 cm3 vazduha može biti nekoliko miliona. Aerosoli, raspršeni u vazduhu učestvuju u procesima kondenzacije i sublimacije , zbog čega ih nazivaju oblačnim elementima. Čestice prašine, posebno čestice soli, u atmosferi služe kao kondenzaciona jezgra oko kojih se hvata vodena para i kondenzuje se (pretvara u kapljice vode) i u vidu kiše pada na topografsku površinu. U atmosferske aerosoli ubrajaju se isparenja eteričnih ulja219 biljaka, koja su poznata kao fitoncidi. Oni uništavaju bakterije, među kojima je i veći broj opasnih po zdravlje ljudi. 214
Jod je pronašao Kurtoa (B. Cuortois, 1777 – 1838) 1811. godine u pepelu morskih algi, a na njegovu elementarnu prirodu ukazao je Gej – Lisak 1815. godine i dao mu ovo ime prema ljubičastoj boji (grčki ″iodes″) njegove pare. 215 O ovome vidjeti opširnije: Arsenijević R.S., cit. izd., str. 383 – 385. 216 Jodna tinktura je dugo vremena upotrebljavana kao dobro i pouzdano dezinfekciono i antiseptično sredstvo, jer jod oksiduje i razara većinu mikroorganizama. Međutim, u novije vrijeme je konstatovano da on štetno dejstvuje na živa tkiva, pa je znatno opala upotreba jodne tinkture. 217 lat. struma – guša; povećanje štitne žlijezde zbog pomanjkanja joda u organizmu ili zbog bazedova (bazedov ili Bazedova bolest – poremećaj koji nastaje uslijed nepravilnosti u funkciji štitne žlijezde: povećanje štitnjače, drhtanje, mršavljenje, izbuljene oči i sl.). 218 Aerosoli (grč.aer – vazduh, lat. solvere – rastaviti), tvrde i žitke (koloidne) čestice koje se nalaze u atmosferi (prvenstveno u nižim slojevima) u mjerljivom stanju: kapi vode,ledeni kristali, prašina mineralnog i organskog porijekla, vulkanski pepeo, čađ, čestice soli, spore biljaka, bakterije i dr. 219 Eterična ulja – zajednički naziv za isparljive materije jakog i karakterističnog mirisa (ima ih u biljkama, npr ružino ulje, lavandino i dr.).
Fitoncidi bora uništavaju uzročnike tuberkuloze, pa se većina sanatorijuma za plućne bolesti podiže u okruženju borove šume. Koncentracija tvrdih čestica u atmosferi je naročito jaka u vrijeme jakih vjetrova, naročito u pustinjama ili poslije velikih šumskih požara, zatim u industrijskim područjima i u atmosferi iznad velikih gradova. Primjese u atmosferi predmet su istraživanja ekspertskih timova iz većeg broja naučnih disciplina: medicine, geografije, biologije, hemije, meteorologije i dr. Uloga čovjeka u rasijavanju primjesa u atmosferi ne može se više prikrivati, niti zaobilaziti. Tome doprinosi naučno-tehnološki razvoj, industrijalizacija i neodgovornost ljudske populacije u cjelini. 6.2. VODA Voda je sastavni dio hidrosfere i predstavlja hemijsko jedinjenje vodonika i kiseonika. Bezbojna je tečnost, bez mirisa i ukusa, a posjeduje veliki toplotni kapacitet. U prirodi, voda postoji u tri agregatna stanja: čvrstom (led), tečnom i gasovitom (para). Kao vodena para, sadržana je u vazduhu, u tlu ulazi u sastav mnogih minerala i stijena, a postojan je sastavni dio svih živih organizama. Značajan je faktor nastanka i razvoja raznih procesa u atmosferi. Voda je hemijsko jedinjenje, koje nastaje sagorijevanjem vodonika u kiseonik, pri čemu se oslobađa velika količina toplote, a brzina obrazovanja vode iz smjese vodonika i kiseonika zavisi od temperature. U obrazovanju vode učestvuju dvije zapremine vodonika i jedna zapremina kiseonika. Po težini voda se sastoji iz 11.11% vodonika i 88.89% kiseonika. Voda koju svakodnevno koristimo za snabdijevanje stanovništva i privrede ima moleklarnu težinu 18 (atom kiseonika ima težinu 16, plus 2 atoma vodonika, ukupno 18). Međutim postoje vode i sa molekularnom težinom 19, 20, 21 i 22. Kada je u pitanju životna sredina, među različitim tipovima voda veliki značaj ima tzv. ″teška voda″. Ona se sastoji od atoma kiseonika sa atomskom težinom 18 (O18) i vodonika čija je atomska težina 2 (H2). Pošto se atom vodonika sa atomskom težinom 2 (relativna atomska masa = 2.0141) razlikuje od običnog vodonika (relativna atomska masa = 1.00794), nazvan je deuterijum (D)220. Kada se spoji sa kiseonikom deuterijum daje tešku vodu (D2O). Tabela 22. Neke fizičke osobine obične i teške vode Relativna molekulska masa Tačka mržnjenja Tačka ključanja Gustina (g/cm3 na 20oC) Temperatura maksimalne gustine Rastvorljivost NaCl (g/1.00 g vode na 25oC) (Izvor: Arsenijević S.,cit. izd., str.630)
H2O 18.015 0oC 100.00oC 0.998 4oC 0.36
D2O 20.028 3.82oC 101.42oC 1.1071 11.6oC 0.30
U hemijskom pogledu teška voda je nešto manje reaktivna od obične vode; reakcije sa običnom vodom imaju nešto veću brzinu. Koristi se kao efikasan usporivač neutrona u
220
Za otkriće deuterijuma (od grčke riječi za drugi), Nobelovu nagradu za hemiju, 1934. godine, dobio je naučnik Juri (H.C. Urey); izvan Zemlje deuterijum je pronađen na Orionu.
nuklearnim reaktorima.221 Za nuklearnu elektranu srednje snage (do 500 MW) potrebno je oko 250 litara teške vode. Teška voda se razlikuje u fiziološkom dejstvu od obične (lake) vode. U njoj sjeme od duhana i nekih drugih biljaka ne može da proklija; ona ubija niže organizme. Prisustvo teške vode u hranljivim namirnicama može da izazove smrt. Isto se dešava ako se ova voda pije umjesto obične vode. Teška voda se za sada koristi u nuklearnoj hemiji; može da zamijeni grafit kao moderator222 u nuklearnim reaktorima, a koristi se za dobijanje raznih deuterijumovih jedinjenja. Porijeklo i količina vode na Zemlji. U razvoju Zemlje može se izdvojiti pet faza, bez obzira na djelimične protivrječnosti koje postoje (u hipotezama) o njenom postanku. To su slijedeće faze (V.I.Baranov, 1963): obrazovanje hemijskih elemenata – prije 5 - 6 milijardi godina; obrazovanje individualnog tijela – buduće Zemlje, prije 4,5 milijarde godina; diferencijacija Zemljine mase na geosfere – prije 4 - 4,5 milijarde godina; obrazovanje radioaktivnih minerala, prije 3,5 milijarde godina; obrazovanje Svjetskog mora i atmosfere, prije 2,7 - 3 milijarde godina. Veći broj naučnika smatra da su molekuli vode postojali još u gasovito – prašinastom oblaku, čiji je dio mase poslužio za obrazovanje Zemlje. Prema proračunima A.V.Vinogradova (1959) voda je mogla nastati samo iz stijena koje sačinjavaju omotač Zemljinog jezgra do dubine od 700 km. W.W. Rubay (1951) je izračunao da je prvobitna granitna magma sadržavala u rastvoru 7.4% vode. Približno prije 2.5 milijardi godina dogodilo se raščlanjivanje Zemljine kore na relativno stabilne oblasti platformi i geosinklinala. Tada su formirana i epirogena kontinentalna mora. Isparavanje se intenzivira sa površina tih mora , a na kopnu se pojavljuju prve rijeke i jezera. Prema tome, prije 2 – 2.5 milijarde godina počelo je kruženje vode u prirodi. U isto vrijeme, pojavljuju se fotosintetički kiseonik i prvi biljni organizmi (A.P. Vinogradov, 1959). Već više od jednog vijeka hidrolozi, geografi i geolozi pokušavaju da odrede količinu vode na Zemlji – u litosferi, atmosferi i hidrosferi.U proračunima pojedinaca zapažaju se velike razlike. Tako, npr. njemački hidrolog W. Halbfass (1934) smatra da u svim jezerima na Zemlji ima oko 250000 km3 vode, dok A.Polderwat (1957) određuje zapreminu vode u rijekama i jezerima na 500000 km3. Još veće su razlike u određivanju zapremine leda na Zemlji. Po A. Cailleux (1953) zapremina leda u svim lednicima na Zemlji iznosi 35.5 miliona km3; po A. Baueru (1961) zapremina lednika je 32.3 miliona km3, po G.P.Kalinjinu (1968) 29 miliona km3, po S.V. Kalesniku 26.66 miliona km3, po M.I.Ljvoviču (1967) 24 miliona km3, dok H. Hess (1933) daje podatak od 18 miliona km3, odnosno oko dva puta manje od podatka koji daje A. Cailleux. Savremena hidrološka proučavanja pokazuju da ukupna količina vode na Zemlji iznosi 1,385,984,610 km3 (Tabela 23.).
221 222
Koeficijent usporavanja neutrona teškom vodom je oko 90 puta veći od obične vode. 1. usporivač; 2. usklađivač.
Tabela 23. Rezerve vode na Zemlji Površina rasprostranjenja u km2
Oblik vode
Zapremina vode u km3
Dio u svjetskim rezervama % od % svih ukupne voda slatke količine vode 96.5 1.7 -
Svjetsko more 361,000,000 1,338,000,000 Podzemne vode (gravitacione i 134,800,000 23,400,000* podzemne) Pretežno slatka podzemna voda 134,800,000 10,530,000 0.76 30.1 Voda u tlu 82,000,000 16,500 0.001 0.05 Lednici i stalni snijeg 16,227,000 24,064,100 1.74 68.7 Od toga: 1. Antarktik (Antarktida) 13,980,000 21,600,000 1.56 61.7 2. Grenland 1,802,000 2,340,000 0.17 6.68 3. Arktička ostrva 226100 83500 0.006 0.24 4. Planinski regioni 224000 40600 0.003 0.12 Podzemni led stalno zamrznutog 21,000,000 300000 0.022 0.86 zemljišta Voda u jezerima sa slatkom vodom 1,236,400 91000 0.007 0.26 Voda u jezerima sa slanom vodom 822300 85400 0.006 Voda u močvarama 2,682,600 11470 0.0008 0.03 Voda u riječnim koritima 148,800,000 2120 0.0002 0.006 Biološka voda 510,000,000 1120 0.0001 0.003 Atmosferska voda 510,000,000 12900 0.001 0.04 Ukupno vode na Zemlji 510,000,000 1,385,984,610 100.00 Slatke vode 148,800,000 35,029,290 2.53 100.00 * bez podzemnih voda na Antarktiku, čija je količina orijentaciono procijenjena na 2 mil. km3 – od toga oko 50% slatke vode; (Izvor: Мировой водный биланс и водные ресурсы Земли, Москва)
Fizičke osobine vode. Ove osobine obuhvataju građu molekula (obične) vode, agregatna stanja, njenu gustinu, boju, providnost, miris, ukus i njena toplotna i električna svojstva. U vodi se nalaze složeni molekularni spojevi, sljedeće građe i osobina223: H2O - monohidrol – molekul vodene pare; (H2O)2 - dihidrol – molekul vode u tečnom stanju; (H2O)3 - trihidrol – molekul vode u čvrstom stanju, led. Tabela 24. Odnos molekularnih spojeva vode (u %) pri različitim temperaturama Agregatno stanje vode Čvrsto-led Tečno Tečno
223
Temperatura u o C 0 0 4 98
Molekuli H2O 0 19 20 36
(H2O)2 41 58 59 51
(H2O)3 59 23 21 13
O ovome više vidjeti: Dukić D. (1984), Hidrologija kopna, Naučna knjiga, Beograd, str. 11 - 14
% 100 100 100 100
Na temperaturi 0oC u građi leda nema molekula vodene pare; tada preovlađuju trihidroli. Ali, kada započne otapanje leda, na istoj temperaturi (0oC) su zastupljena sva tri molekularna stanja, uz preovalađivanje dihidrola. Njih je najviše na temperaturi od 4oC (preciznije 3,98oC). Na temperaturi od 100oC, kada se istovremeno dešava ključanje i isparavanje vode, u njoj više nema molekula vode u obliku trihidrola. (Izvor: Аполов Б.А., Учение о реках, МГУ, Москва, 1963)
Gustina vode. Voda je najgušća na temperaturi od 4oC a to je posljedica jedne od fizičkih anomalija vode224. Pri njenom zagrijavanju ili hlađenju neravnomjerno se mijenjaju procentualni odnosi monohidrola i njegovih mlekularnih spojeva – dihidrola i trihidrola. Na temperaturi od 4oC (preciznije 3.98oC) pojavljuje se upravo takav procentualni međuodnos spojeva molekula vode u kojem je najviše dihidrola (59%) pa je tada voda najgušća – 1.000 g/cm3. Gustina vode na 0oC iznosi 0.999841 g/cm3, a na 20oC ta vrijednost je 0.99823 g/cm3. Boja voda. Čista voda je u tankom sloju bezbojna, a zavisno od moćnosti (debljine) sloja vode i primjesa može imati različitu boju. Boja vode se određuje prema stepenima međunarodne skale boja (Forell-Uhleova skala boja)225. Tabela 25. Forell-Uhleova skala za utvrđivanje boje vode u prirodi No skale I II III IV V-VI VII-VIII IX-X
Opisno određivanje boje Tamnomodra Modra Tamnoplava Plava Zelenkastoplava Plavičastozelena Zelena
No skale XI-XII XIII-XIV XV-XVI XVII-XVIII XIX-XX XXI
Opisno određivanje boje Žućkastozelena Zelenkastožuta Mutnožuta Mrkožuta Žućkastomrka Mrka
Boja vode zavisi od intenziteta primanja i razlaganja Sunčevih zraka i difuzne svjetlosti (rasuta svjetlost, u svim pravcima odbijena – reflektovna svjetlost), od dubine vodnog objekta (mora, jezera, rijeke), boje neba, ali i od čistoće vode u morima, jezerima i vodotocima. Voda bez neorganskih materija i planktona226 ima plavu boju. Mora bogata fitoplanktonima i zooplanktonima i uopšte živim svijetom, imaju zelenkastu boju. Na boju vode mogu uticati pojedini organizmi, različite vrsta nanosa, dno riječnog korita, jezersko i morsko dno i sl. Takođe, kada je voda zagađena – nafta, otpadne vode i sl. Boja vode se mijenja i najčešće je žućkastozelena ili olovnosiva. Providnost vode. Providnost ili prozračnost je najvažnije optičko svojstvo vode. Pod providnošću podrazumijevamo svojstvo vode (slatke i slane) da je do određene dubine providna kao i atmosfera. Zbog gustine vode (morska voda je oko 770 puta gušća od vazduha) u njoj su sasvim drukčiji uslovi vidljivosti nego u atmosferi, a providnost zavisi i od prisustva organskih i anorganskih čestica u vodi.
224
Opširnije vidjeti: D.Dukić, cit. Izd., str. 14. Skala se sastoji od drvenog rama sa 21 zatvorenom epruvetom u kojima je različito obojena voda; obojena voda u epruvetama iznad tamne podloge posmatra se i upoređuje sa bojom vode koju treba ustanoviti; skala ima 21 redni broj i 13 opisa boja. 226 Planktoni su biljni i životinjski organizmi koji žive u slobodnoj vodi na površini (vodnom ogledalu) ili ispod same površine i koje vodena strujanja nose. 225
Providnost vode određuje se danju pomoću Sekijevog kotura227, koji se na žici postepeno spušta u dubinu. Noću se providnost vode određuje pomoću električne sijalice od 10 svijeća (vati). Određivanje providnosti može se vršiti i fotografskim snimanjem. Najveću providnost ima Sargaško more u Atlantskom okeanu, do 66.5 m; u Jadranskom moru providnost nije veća od 33 m, a u Baltičkom moru je oko 13 m. U jezerima providnost ide do 40.2 m (Bajkalsko jezero), u nekim rijekama providnost ide od 4 – 6 m (Angara,Neva), dok u mutnim vodotocima providnost spada na svega 2 – 5 cm. Ukus vode. Hemijski čista voda nema nikakvog ukusa. Ako sadrži do 0,3 ‰ soli smatra se da je takva voda slatka, od 0,3 do 24,695 ‰ slanasta, a preko 24,695 ‰ slana. U prirodi postoje kisele, pa i po okusu slatke vode. Tako je voda rijeke Rio Agrio u zapadnoj Argentini kisela; takav okus dobila je od vrenja pri truljenju u vodi nekih vrsta drveća u gornjem toku rijeke. U blizini Milvokija (SAD) nalazi se jezero sa potpuno slatkom vodom. Nije još objašnjeno porijeklo te vode. Zna se samo da je jezero nastalo na mjestu gdje je prije nekoliko decenija bila jama iz koje je vađena glina.
Miris vode. Hemijski čista voda nema mirisa, ali ako on postoji, tada potiče od geološko – petrografske i pedološke osnove kroz koju voda prolazi ili u kojoj je akumulirana, odnosno od polutanata koji su dospjeli u vodu. Poznato je da neke vode imaju karakteristične mirise. Miris voda iz močvara podsjeća na trulež, a potiče od prisustva sumpor-vodonika (H2S). Posebno je neprijatan miris vodotoka u koje se direktno izlijevaju industrijske, komunalne i druge otpadne vode. Karakterističan je takođe miris vode u jezeru Tukan (200 km istočno od grada Perta u Australiji) koja miriše na tamjan. Miris potiče od plodova divljeg tamjana, čija se stabla nalaze u gornjem toku jedine pritoke jezera. Toplotna svojstva vode. Količina toplote potrebna da se zagrije 1 g vode za 1oC naziva se toplotni kapacitet228 vode, a izražava se u džulima (J). Toplotni kapacitet vode pri temperaturi od 15oC uzet je za jedinicu količine toplote. Naime, mnoge fizičke osobine vode iskorišćavaju se u fizici kao jedinica za mjerenje, na primjer: masa jednog kubnog centimetra čiste destilovane vode na 4oC zove se gram (g). Količina toplote potrebna da zagrije gram vode od 14,5 do 15,5oC naziva se kalorija (cal); u novije vrijeme, međutim upotrebljava se džul (J) (1 cal = 4.184 J). Voda se pri hlađenju nenormalno ponaša. Sva tijela pri hlađenju smanjuju svoju zapreminu; voda pokazuje istu osobinu, ali samo do 4oC (tačnije 3.98oC) kada dostiže svoju maksimalnu gustinu. Iznad i ispod ove temperature voda ima manju gustinu. Pretvaranjem vode u čvrsto stanje – led, njena zapremina se povećava. Led ima 9% veću zapreminu od vode na 4oC; zato led pliva na vodi. Ova anomalija vode od velikog je značaja za prirodu. Ledeni
227
228
Bijela metalna okrugla ploča prečnika 30 cm; providnost se određuje kao aritmetička sredina iz dubine na kojoj se disk gubi iz vida i dubine na kojoj se on ponovo ugleda pri njegovom podizanju ka površini. Kada se Sekijev kotur podigne do polovine providnosti, prema njegovoj bijeloj boji određuje se boja vode mora ali obavezno na strani broda koja je u sjenci. Specifični toplotni kapacitet (″specifična toplota″) neke supstance je količina toplote potrebna da povisi temperaturu 1 g te supstance za 1K (J/g · K), ili za 1oC ( J/g · oC). Tako, na primjer,specifični toplotni kapacitet vode je 4,184 J/g. Većina drugih supstanci, međutim, ima manju vrijednost specifičnog toplotnog kapaciteta od vode. Na primjer, za gvožđe iznosi 0,459 J/g, što znači da je potrebna manja količina toplote za povišenje temperature 1 g gvožđa nego 1 g vode. To isto znači da će jedna određena količina toplote povisiti temperaturu 1 gramu gvožđa za višu vrijednost nego što će povisiti temperaturu jednom gramu vode.
pokrivač čuva preko zime vodozemce od promrzavanja.229 Sloj leda na vodnom ogledalu rijeka i na površini jezera zimi dejstvuje kao toplotni izolator između vode ispod i vazduha iznad njega. Zamrzavanje vode, koja je prodrla u pukotine stijena, dovodi do denudacionog procesa (raspadanje stijena pod uticajem temperaturnih kolebanja); rasprskavanje i drobljenje stijena je istovremeno preduslov stvaranja pogodnog zemljišta za biljke. Akustična svojstva vode. Poznato je da je brzina zvuka kroz vazduh 330 m/s, dok je u vodi ta brzina oko 4.5 puta veća. Zbog toga je brzina prostiranja zvuka kroz vodu jedna od njenih najznačajnijih osobina. Brzina zvuka kroz vodu zavisna je od njene temperature; ako se temperatura povisi, povećava se brzina zvuka. Međutim, brzina zvuka zavisi i od pritiska vode, odnosno njene gustine, pa je veća na dubini nego na površini.230 Podzemne vode. Voda u Zemljinoj unutrašnjosti nalazi se u sva tri agregatna stanja: gasovitom, tečnom i čvrstom. Po svom odnosu prema stijenama ona može biti vezana ili opnena i slobodna, odnosno gravitaciona. Vezana voda, sam naziv govori, prianja čvrsto uz čestice stijena, dok se slobodna voda kreće pod uticajem sile Zemljine teže. Slobodne vode imaju veliki značaj za život ljudi i živi svijet uopšte; omogućavaju život biljnom svijetu, izdanska voda služi za vodosnabdijevanje, a iz mineralnih voda dobijaju se različiti minerali, dok mnoge termomineralne vode imaju ljekovita svojstva. Nažalost, podzemne vode imaju i svoje destruktivno dejstvo: prodiru u rudarska okna, doprinose pojavi klizišta, pojavi močvarnog zemljišta i dr. Fizička i hemijska svojstva podzemnih voda. Glavna fizička svojstva podzemnih voda su: temperatura, boja, providnost, ukus i miris.231 Temperatura podzemnih voda zavisi od klimatskih i geotermičkih uslova oblasti, u kojima se obrazuju podzemne vode. Boja podzemne vode zavisi od mehaničkih i koloidnih232 primjesa. Žutu i mrku boju daju organske materije, žućkastocrvenu hidroksidi gvožđa. Većina podzemnih voda je bezbojna. Boja vode se proučava na sljedeći način: bezbojna boca se napuni vodom, a potom se poredi prema bijelom zaklonu sa bocom u kojoj je destilovana voda. Providnost podzemne vode određuje se na sljedeći način: na sto se stavi hartija sa slovima različite veličine, a preko nje sud od bezbojnog stakla u koji se sipa voda sve dok slova budu vidljiva. Kada postanu nejasna, prestaje se sa dolivanjem vode. Visina stuba vode u sudu (u cm) pokazuje stepen providnosti podzemne vode. Ukus podzemne vode zavisi od sadržaja rastvorenih mineralnih materija i prisustva organskih, te može da bude: bljutav, slan, kiseo, gorak, sladak i neprijatan. Rastvoreni CO2 daje vodi osvježavajući ukus. Podzemna voda koja je namijenjena vodosnabdijevanju stanovništva treba da je bez ukusa. Ukus podzemne vode određuje se kada se ona zagrije do temperature između 20 – 30oC (mlaka voda). Miris podzemne vode može biti različit. Vode iz tresetišta osjećaju se na trulež ili na pokvarena jaja (razlog je sumpor-vodonik – H2S), dok ugljena kiselina daje osjećaj kiselosti. Voda koja se koristi za piće ne smije imati bilo kakav miris. Miris podzemne vode najpreciznije se određuje kada se ona zagrije od 50 – 60oC. 229
Voda se mrzne od površine i zato tečna voda ostaje preko zime ispod leda Na 0oC i pri gustini od 35% brzina zvuka na dubini od 0 m je 1445 m/s, na 5000 m 1536 m/s, i na 10000 m dubine 1622 m/s. Zvuk iste jačine prodire kroz vodu oko 2000 puta dalje nego kroz vazduh. 231 O ovome više vidjeti: D. Dukić, cit. izd., str. 33-37. 232 Koloid (grč. kolláō – lijepim + eĩdos – lik, izgled;bukvalno - tutkalo) – supstanca koja se nalazi u stanju visoke razdrobljenosti (na primjer: skrob,želatin); veličina čestica od oko 10-7 cm (1 nm ) do 10-5 cm (100 nm) u prečniku. Pojam koloid uveo je u nauku Englez Graham (Th. Graham, 1805-1869) 1860. godine. 230
Hemijska svojstva podzemnih voda su: hemijski sastav, reakcija vode i njena tvrdoća. Kada je riječ o hemijskom sastavu podzemnih voda, treba istaći da je u prirodnim podzemnim vodama utvrđeno prisustvo preko 60 elemenata Mendeljejevog sistema.Na osnovu toga se može zaključiti da su podzemne vode prirodni rastvori233. Od hemijskih elemenata u njima su najzastupljeniji: hlor, ugljenik, sumpor, kalijum, azot, magnezijum, natrijum, gvožđe, kalcijum, silicijum i aluminijum. Hemijski sastav podzemne vode zavisi od nekoliko faktora: količine različitih minerala koji učestvuju u građi stijena koje sadrže podzemnu vodu, brzine podzemne vode234 i dodirne površine između vode i podzemnih šupljina; ukoliko je dodirna površina veća, utoliko će, pod uslovom da su ostali uslovi isti, i rastvaranje minerala u vodi biti veće. Jonski proizvod vode (reakcija vode). Voda je elekrolit235, mada spada u najslabije elektrolite, jer je minimalno disosovana.236 Molekuli vode disociraju na kation (katjon) H+ i anion (anjon) OH-, ali se oni ponovo sjedinjuju u molekulu vode: H2O ↔ H+ + OHTakav proces se stalno obnavlja, a broj kationa/katjona (H+) i aniona/anjona (OH-) u hemijski čistoj vodi je uvijek jednak. Znači, čista voda je neutralna jer sadrži jednake koncentracije vodonikovih (H) i hidroksidnih (OH) jona. Rastvori u kojima je koncentracija vodonikovih jona jednaka koncentraciji hidroksidnih jona (a svaka od njih iznosi 10-7 mol/dm3)237 zovu se neutralni rastvori. Prema tome, u kiselim rastvorima je veća koncentracija vodonikovih jona od 10-7 mol/dm3, dok je u baznim rastvorima veća koncentracija hidroksidnih jona od 10-7 mol/dm3. Neutralni rastvor je, prema tome, onaj rastvor (na nekoj temperaturi) kod koga su molske koncentacije H+ i OH- jednake; kiseli rastvor ima veću koncentraciju H+ jona od koncentracije OH- jona; bazni rastvor ima veću koncentraciju OH- jona od koncentracije H+ jona (Arsenijević, 1994). Vodonični eksponent (pH – vrijednost). U praksi se pokazalo da je nepodesna upotreba velikih eksponenata (10-4... 10-7... 10-14), pa je danski hemičar Serenzen (P.S. Sőrensen, 1868 – 1939) 1909. godine predložio da se oni zamijene jednostavnijim načinom za izračunavanje koncentracije vodonikovih jona.238 U tu svrhu je uveden pojam (termin) ″pe - ha″ vrijednost ili skraćeno pH.239 Ova vrijednost služi za određivanje kiselosti, neutralnosti i alkalnosti (baznosti) rastvora, pa i same vode. Rastvori su homogeni sistemi sastavljeni od dvije ili više komponenata, a predstavljaju ″fizičko-hemijske smjese″ čistih supstanci i pokazuju samo djelimično osobine svojih komponenata; većinom imaju nove osobine. S obzirom da postoje tri agregatna stanja supstanci, mogu postojati: čvrsti, tečni i gasni rastvori. 234 Voda koja brzo protekne kroz neko zemljište ne učestvuje dugo u njegovom rastvaranju, pa je slabije mineralizovana; sporije vode su značajniji činilac rastvaranja minerala, jer su duži vremenski period u dodiru sa stijenama i mineralima. 235 Svaka materija koja se može rastaviti elektrolizom (hemijsko rastavljanje materije – voda, otopine – propuštanjem električne energije kroz njih), koja postaje elektrolitski vodič kada se rastali ili otopi; otopina koja vodi električnu struju, pri čemu joni prenose naboje. 236 lat. dissociare – razdružiti.razdvojiti,otuđiti; disocijacija (hem.) – raspadanje, razdvajanje, razdruživnje, rastavljanje molekula na sastavne dijelove pod uticajem električne struje, toplote i dr. 237 Mol – skraćenica za grammolekul (gram-mol: molekularna težina izražena u gramima). 238 Serenzen je predložio da se uzme negativni dekadni logaritam vrijednosti koncentracije vodonikovih jona i da se tako dobijeni broj zove vodonični eksponent (eksponent protonskog aktiviteta) ili pH – vrijednost (prema latinskim riječima potentia hydrogenii ). 239 Pošto se jonizacijom vode dobijaju pored vodonikovih i hidroksidni joni, postoji analogan pojam pOH – vrijednosti ; međutim u praktičnom radu više se koristi pH – vrijednost. 233
Tabela 26. Karakteristike kiselosti, neutralnosti i baznosti rastvora, odnosno prirodnih voda vrlo kiselo ↓ ↓ ↓ ↓ slabo kiselo
pH = 1 pH = 2 pH = 3 pH = 4 pH = 5 pH = 6
neutralno pH = 7
pH = 8 pH = 9 pH = 10 pH = 11 pH = 12 pH = 13
slabo alkalno ↓ ↓ ↓ ↓ vrlo alkalno
(Izvor: D. Dukić, 1984) pH – vrijednost rastvora (vode) je od neobično velikog značaja za mnoge biološke procese, kako biljaka tako i životinja. Promjena pH – vrijednosti može izazvati veliki poremećaj u organizmu. Na primjer, pH - vrijednost normalne čovječije krvi iznosi 7.35 – 7.45 i čim spadne ispod 7.0 prestaju životne funkcije organizma. Želudačni sok ima pH = 1.6 do 1.8. Često se događa da su izvjesne obradive površine postale kisele, pa kao takve nisu podesne za sađenje raznih biljnih kultura. Za neutralisanje viška kiseline u takvom zemljištu obično se koriste CaO i Ca(OH)2, kao otpadne supstance u procesu proizvodnje šećera. U mnogim industrijskim procesima se takođe mora voditi računa o pH – vrijednosti: prozvodnja piva, hartije, kozmetika, galvanoplastika i dr.
Za određivanje hemijskog sastava podzemnih voda treba znati njihovu aktivnu reakciju ili koncentraciju vodonikovih jona. Po veličini pH – vrijednosti podzemne (ali i površinske) vode se dijele na pet grupa (prema D. Dukiću, 1984): vrlo kisele – pH < 5
kisele – pH = 5 do 7 neutralne – pH = 7
alkalne – pH < 7 do 9
vrlo alkalne – pH > 9
Podzemne vode imaju većinom slabu alkalnu reakciju. Za određivanje reakcije vode na terenu upotrebljava se lakmus-papir. Ako se stavi u vodu sa neutralnom reakcijom, ne mijenja svoju (ljubičastu) boju; pri alkalnoj reakciji dobija plavu boju, a pri kiseloj reakciji crvenu boju. U laboratorijama za ovu svrhu služi instrument koji se naziva ″pH metar″. Tvrdoća vode. Prirodne vode (vodotoci i izvorske vode, u suštini podzemne vode) sadrže veću ili manju količinu rastvorenih kalcijumovih soli240: kalcijum – bikarbinata (Ca(HCO3)2 ) i kalcijum – sulfata (CaSO4), a djelimično i magnezijum – bikarbonata (Mg(HCO3) i magnezijum – sulfata (MgSO4). Od prisustva (koncentracije) ovih soli u vodi potiče ″tvrdoća vode″. Tvrda voda ima obično prijatan okus, za razliku od ″meke vode″, čiji je ukus bljutav. Da li je neka voda tvrda ili meka, tj. da li sadrži rastvorenih soli, dokazuje se pomoću sapuna. U tvrdoj vodi sapun gotovo ne gradi pjenu, dok u mekoj vodi sapun dobro pjeni. Sapun, koji mi najviše koristimo, jeste natrijumova so viših masnih kiselina (palmitinske, stearinske i oleinske). On u tvrdoj vodi slabo može da pere, jer se pretvara u kalcijumovu so pomenutih kiselina, a ona je nerastvorljiva u vodi. 240
Opširnije o ovome vidjeti: Arsenijević S., cit. izd., str. 592 – 615; D. Dukić, cit. izd., str. 37.
Tvrdoća vode, koja potiče od prisustva kalcijum – bikarbonata i magnezijum – bikarbonata, zove se ″privremena″ (prolazna, temporarna) ili karbonantna, jer se pri zagrijavanju bikarbonati, sa izdvajanjem ugljen – dioksida, pretvaraju u karbonate koji se talože, a tvrda voda se pretvara u meku (Arsenijević, 1994): Ca(HCO3)2 = CaSO3 + CO2 + H2O Prema tome privremena ili karbonatna tvrdoća vode potiče od prisutnog HCO-3 jona i odgovarajuće količine Ca2+ i Mg2+ jona. Tvrdoća vode ne izražava se uniformno u cijelom svijetu; najčešće su u upotrebi engleski, francuski i njemački stepeni tvrdoće241. Na geografskom prostoru bivše SFRJ se upotrebljavaju njemački stepeni242. Jedan (njemački - dH) stepen tvrdoće ima ona voda koja u jednom dm3 sadrži 10 mg CaO, ili 7,19 MgO. Vode sa 0 - 4o tvrdoće su vrlo meke, od 4 – 8o meke, od 18 – 30o tvrde, a iznad 30o vrlo tvrde. Vode sa tvrdoćom preko 60 stepeni neupotrebljive su. Stepen tvrdoće vode N određuje se prema obrascu: H = a · 0,1 + b · 0,14 u kojem su: a - sadržaj CaO u mg/l vode i b - količina MgO u mg/l vode. Na primjer: ako je CaO = 850 mg/l, a MgO = 600 mg/l, tada je: N = 850 · 0,1 + 600 · 0,14 = 85 + 84 = 169 mg/l = 16,9o dH.
Najmanju tvrdoću imaju vode iz eruptivnih stijena i gnajsa, a najveću iz krečnjaka i gipsa. Voda za piće treba da ima tvrdoću manju od 15o dH, mada se čovjek može privići i na tvrdoću vode od 25o dH. Dobre pitke vode imaju tvrdoću od 8 – 15o dH. Tvrda voda nije podesna za mnoge tehničke primjene (npr. u parnim kotlovima stvara se kamen, isti slučaj je i sa kućnim bojlerima); nije pogodna za primjenu u tekstilnoj industriji – bojenju tkanina, industriji kože (štavljenje) i dr. Zbog toga je potebno da se ona ″omekša″, odnosno iz nje uklone rastvorene soli. Omekšavanje vode vrši se najčešće hemijskim putem. Multinacionalna borba za vodu.243 Globalna potrošnja vode udvostručuje se svakih 20 godina, dva puta više od stope rasta ljudske populacije. Prema izvještajima Ujedinjenih nacija, više od jedne milijarde ljudi već nema pristup svježoj vodi za piće. Ako se sadašnji trend nastavi, očekuje se da potražnja svježe vode do 2025. godine bude veća za 56% od količine kojom se trenutno raspolaže. Multinacionalne korporacije prepoznaju ove trendove i nastoje da monopolizuju vodosnabdijevanje širom svijeta. "Monsanto", "Behtel", i drugi globalni multinacionalisti traže kontrolu svjetskog sistema voda i vodosnabdijevanja. Svjetska banka je 2000. godine prihvatila politiku privatizacije voda i politiku pune cijene voda. Takva politika donosi velike nevolje mnogim zemljama "trećeg svijeta", koje se boje da njihovi građani neće moći sebi da dozvole profitnu (skupu) vodu. Osnovni otpor privatizaciji voda javlja se kod kompanija kao smanjenje profita. 241
U Rusiji se tvrdoća vode izražava zbirom miliekvivalenata kalcijumovih i magnezijumovih jona koji se nalaze u 1 dm3 vode (1 litar vode). Jedan miliekvivalent tvrdoće odgovara sadržaju 20,04 mg/dm3 Ca2+, ili 12,16 mg/dm3 Mg2+. U SAD se tvrdoća vode izražava u mg/dm3, a odnosi se na CaCO3, čija je molekulska masa 100 (zaokružena vrijednost), pa je time jako pojednostavljeno preračunavanje. 242 Njemački stepeni prema engleskim i francuskim stoje u odnosu kao 1 : 1,25 : 1,788. 243 Izvor: Blue Planet Project /НИН/ 9/10/03/.
Vlade se odriču kontrole nad domaćim vodosnabdijevanjem učestvujući u trgovinskim sporazumima kakav je Sjevernoamerički sporazum o slobodnoj trgovini (NAFTA) i institucijama kakva je Svjetska trgovinska organizacija (WTO). Ovi sporazumi daju transnacionalnim korporacijama i kompanijama potpisnicama pravo na vodu koje nema presedana. Sukobi u vezi sa vodom izbijaju na svim stranama naše planete. Malezija, na primjer, ima vlasništvo nad polovinom singapurske vode i 1997. godine zaprijetila je da će presjeći vodosnabdijevanje, nakon što je Singapur kritikovao politiku malezijske vlade. "Monsanto" planira do 2008. godine dohodak od 420 miliona dolara (američkih) i čist prihod od 63 miliona dolara iz poslova sa vodom u Indiji i Meksiku. Kompanija ("Monsanto") procjenjuje da će u sljedećoj deceniji voda postati multimilijardersko dolarsko tržište. Ova priča je od vitalnog značaja za našu planetu i čovječanstvo. Ograničeni izvori svježe vode (manje od polovine jednog postotka ukupnih svjetskih zaliha vode) usmjeravaju se na druge strane, osiromašuju i zagađuju tako brzo da će do 2025. godine dvije trećine svjetske populacije živjeti u stanju ozbiljne nestašice vode. Vlade, ipak, predaju odgovornost za ove dragocjene resurse gigantskim transnacionalnim korporacijama koje, u saradnji sa Svjetskom bankom i Svjetskom trgovinskom organizacijom, nastoje da olakšaju prilaz i privatizaciju svjetske vode da bi ih iznijeli na svjetsko tržište za prodaju onome ko ponudi najviše. Milioni građana svijeta lišavaju se ovog fundamentalnog ljudskog prava. Priča o uništavanju preostalih svjetskih izvora svježe vode jedna je od najurgentnijih u našem vremenu; prosto nema načina da se prenaglasi priroda ove krize. A ipak, kad veliki svjetski mediji izvještavaju o tome – što ni izbliza ne čine dovoljno često ili s dovoljnom produbljenošću – oni rijetko postavljaju najkrucijalnije pitanje: ko je vlasnik vode? Mi kažemo da je to Zemlja, sve postojeće vrste, i sve buduće generacije. Mnogi od onih koji su na vlasti, imaju drukčiji odgovor. Vrijeme je za (n)ovu raspravu. Klima ili čovjek: velikim rijekama prijeti presušivanje. Ono što je nekada bila samo sumnja, danas se sve više obistinjuje. Sve veći broj globalno značajnih rijeka presušuje. Razlog nisu „klimatske promjene“ nego prekomjerna eksploatacija vode iz njihovih korita.244 Konkretno riječ je, početkom druge decenije XXI vijeka, o rijekama: Kolorado, Sir Darja, Amu Darja, Hoangho, Ind, Testa, Rio Grande i Mari. Njima, kao vodnim tijelima, prijeti opasnost od iščezavanja, što će se negativno odraziti na humanu populaciju i ekosisteme u slivnim područjima navedenih rijeka. Naravno, ovo su samo najugroženiji svjetski vodotoci a uz njih je i veliki broj manjih, lokalnih i regionalni vodotoci. Ovom prilikom navešćemo karakteristične razloge ugroženosti nekih od najvećih i najugroženijih rijeka svijeta. Rijeka Kolorado. Kolorado je rijeka u SAD,245 sa izvorom u Stjenovitim planinama, koja se nakon toka od 2740 km uliva u Kalifornijski zaliv (Tihi okean). Na svom toku preko visoravni Kolorado protiče grandioznim kanjonom (Veliki kanjon) čija je dužina 320 km a dubina 1800 m. Rijeka, od koje zavisi egzistencija oko 30 milina ljudi, sve više se koristi u vodosnabdijevanju privrede: poljoprivreda i industrija. Maksimalne količine eksploatacije (vezane za što veći profit) rijeku su dovele do stepena kada dio njenog minimalnog proticaja stiže do Kalifornijskog zaliva (prosječan proticaj prije 40 godina je iznosio oko 3800 m3/s). Za stanovnike Meksika je još poraznija činjenica da samo desetina njenog nekadašnjeg proticaja danas dosegne do njih. 244
National Geographyc (Nešenl džiografik), 2011. godine Osim rijeke u SAD se nalaze visoravan Kolorado u Kordiljerima (300000 km2) i država Kolorado, na planinskom zapadu SAD (270000 km2). 245
Rijeka Ind. Ind je rijeka u Aziji koja izvire na Tibetskoj visoravni. Gornji tok je u Kini i Indiji, a srednji i donji u Pakistanu a nakon 3200 km uliva se (širokom, isturenom deltom) u Arabijsko more (Indijski okean). Prosječan proticaj Inda iznosi oko 3850 m3/s, ali su kolebanja proticaja u toku godine vrlo značajna. U periodu monsunskih kiša koritom protiče i do 30000 m3/s a za vrijeme najnižih vodostaja proticaj je oko 350 m3/s. Voda Inda se posljednjih godina sve više koristi za navodnjavanje, a istovremeno zbog niza milionskih gradova u Pakistanu,246 zahtjevi za pitkom vodom su sve uzraženiji. Humana populacija u Pakistanu danas broji već oko 170 miliona stanovnika, a za njih je rijeka Ind i dalje najvažniji izvor pitke vode. No druge namjene korištenja vode ovog planetarnog vodotoka dovele su do toga da se Ind više ne uliva u Indijaski okean kod Karačija, nego jugoistočnije. Klasični sukob „uzvodnog interesa“ i „nizvodnog interesa“ doveo je do ozbiljnih tenzija među lokalnim stanovništvom, ali i između susjednih država. Amu – Darja i Sir – Darja. Dvije velike centraloazijske rijeke, Amu - Darja i Sir - Darja, nekada su činile/hranile Aralsko jezero, a onda je lokalno stanovništvo odlučilo da dio njihovih voda preusmjeri u navodnjavanje stepa u slivu ovih rijeka. Izazov proizvodnje pamuka, pšenice i drugih poljoprivrednih kultura bio je jači od „plavog Arala“. Agonija Aralskog jezera (čija je površina svojevremeno iznosila 66085 km2) je počela prije tridesetak godina, kada su se počele neracionalno koristiti vode Amu – Darje i Sir – Darje. Amu – Darja je unosila u jezero prosječno svake sekunde 1330 m3 vode, a Sir – Darja 570 m3/s. Međutim, kada je u srednjem i gornjem toku pomenutih rijeka, na teritoriji Afganistana, Turkmenistana, Uzbekistana i Kazahstana, počelo prekomjerno uzimanje vode za navodnjavanje (najviše zbog uzgoja pamuka) proticaj Amu – Darje i Sir - Darje je smanjen na ušću za više od 50%. Hranjenje jezera ima već dugi niz godina negativan bilans a površina mu je smanjena na oko 37000 km2. Salinitet, nekada slatke vode, se povećao na 90 ‰, živi svijet je izumro, a mnoge nekadašnje luke su danas udaljene od sadašnje obalske linije i do 100 km. Sudbina Aralskok jezera je krajnje neizvjesna i sve je izvjesnije da ćemo biti siromašniji za jedno jezero i bogatiji za jednu pustinju. Neizvjesna je i sudbina Amu – Darje i Sir – Darje. Amu – Darja je toliko presušila da njena voda ne može da stigne više do Aralskog jezera, a Sir – Darja se sve više eksploatiše i zagađuje. Vode Amu - Darje i Sir - Darje su početkom XXI vijeka već toliko zagađene da se danas ne preporučuju više ni za navodnjavanje. Rio Grande. Rio Grande247 (2870 km) izvire u Stjenovitim planinama a uliva se u Meksički zaliv. Najvećim dijelom svog toka čini državnu granicu između SAD i Meksika.248 Odlikuje se velikim kolebanjima proticaja: u proljeće do 15000 m3/s, ljeti oko 100 m3/s. Voda rijeke se najviše koristi za navodnjavanje, a u aridnim periodima na pojedinim dijelovima toka i presuši. Rio Grande, rijeka koja je jedan od simbola Sjeverne Amerike i granična rijeka između Teksasa i Meksika, danas je, sve više, svedena u rang lokalnog vodotoka. Razlog je prekomjerno korišćenje rijeke za navodnjavanje poljoprivrednih površina a stepen eksploatacije najbolje objašnjava činjenica da rijetko u toku godine dosegne do Meksičkog zaliva. Apsurd je da farmeri s jedne i druge granice (SAD i Meksiko), koji su doveli Rio Grande do tako malog proticaja na ušću, žale se da zbog toga trpe velike gubitke. Hoangho. Hoangho (Žuta rijeka) izvire u istočnom dijelu Tibeta (Kina) i nakon toka od 4845 km uliva se velikom deltom u Žuto more. Prosječan joj je proticaj oko 1500 m3/s, a odlikuje se
246
Karači (u delti), Hajderabad, Sukur, Šikarpur, Muzafargar, Multan, Fejsalabad i dr. špan. „Velika rijeka”; u Meksiku je nazivaju Rio Bravo del Norte 248 Usljed meandriranja i pomjeranja riječnog korita rijeka prouzrokuje granične sporove. 247
veoma velikim kolebanjima vodostaja i proticaja.249 Većim dijelom svoga toka protiče kroz predjele izgrađene od fine žute zemlje – lesa, tako da nosi ogromnu količinu vučenog i suspendovanog materijala koji joj daje žutu boju. Međutim, na riječnim potesima, gdje prestaje transportna moć riječne vode, dolazi do taloženja velikih količina lesa. Zbog toga je rijeka u prošlosti često mijenjala tok i plavila okolna područja, ali u posljednje četiri decenije se dešava da rijeka presušuje prije nego što stigne do svog ušća u Žuto more. Rijeka Testa. Testa (Tista) je rijeka koja izvire u indijskoj državi Sikim (Sikkim), u južnom masivu Himalaja i nakon toka od 320 km uliva se u rijeku Bramaputra kod grada Čilmari (Chilmari) u Bangladešu. U području Zapadnog Bengala (Indija) i sjeverozapadnom Bangladešu, eksploatacija vode iz njenog korita za navodnjavanje dovela je do nestanka brojnih ribljih vrsta, tako da je potpuno pauperizovan (osiromašen) onaj dio stanovništva na njenim obalama koji je živio od ribolova. Mari (Murray River). Mari (Murej, Marej) je najveća rijeka u Australiji. Dužina toka iznosi 2570 km, sa izvorištem na zapadnim padinama Australijskih Alpa, a ušće je u zalivu Aleksandrina (Indijski okean). Većim dijelom svoga toka protiče kroz aridni prostor jugoistočne Australije, zbog čega se vode rijeke Mari koriste za intenzivno navodnjavanje. Smanjenjem proticaja usljed visokih temperatura dolazi do porasta saliniteta riječne vode, što ugrožava poljoprivrednu proizvodnju u dolini ove rijeke. EVROPSKA POVELJA O VODI Voda ne poznaje granice, voda je ljudski problem • Bez vode nema života. Ona je dragocijeno dobro, neophodno u svakoj ljudskoj djelatnosti • Slatkovodni resursi vode nisu neiscrpni. Neophodno ih je sačuvati, kontrolisati i ako je moguće, povećavati • Mijenjati kvalitet vode, znači ugrožavati život čovjeka i ostalih živih bića koja od nje zavise • Kvalitet vode mora se očuvati do nivoa prilagođenog njenom korišćenju, koji predviđa i zadovoljava posebne zahtijeve narodnog zdravlja • Ako se voda poslije upotrebe vraća u prirodnu sredinu, to ne smije biti na štetu drugih korisnika, bilo javnih, bilo privatnih • Održavanje odgovarajućeg biljnog pokrivača, prvenstveno šumskog, od velike je važnosti za konzervisanje vodnih resursa • Vodni resursi moraju biti predmet inventarisanja • Dobro upravljanje vodom mora biti predmet jednog plana ozakonjenog preko nadležnih vlasti • Zaštita vode traži značajan napor u naučnom istraživanju, u formiranju specijalista za javne informacije • Voda je opšte nasljedstvo čiju vrijednost moraju svi poznavati. Zadatak je svakog da njom ekonomiše i da je brižljivo koristi • Upravljanje vodnim resursima mora se prije svega vršiti u okviru sliva, a ne unutar upravnih i političkih granica • Voda ne zna za granice. To je jedan opšti izvor koji traži međunarodnu saradnju.
6.3. ZEMLJIŠTE Zemljište250, kao dio ekosistema predstavlja značajnu komponentu životne sredine. Ono je osnovni faktor života na Zemlji, jer bez njega nije moguć život biljaka, životinja, a ni ljudi. Isto kao vazduh i voda, i zemljište u osnovi spada u obnovljive prirodne resurse. Međutim, ako Hoangho se često izliva iz korita i plavi velike površine zemljišta., uz ogromne materijalne štete i često puta ljudske žrtve. Zbog toga Kinezi ovu rijeku nazivaju i „Bič Kine”, „rijeka razbojnik” i sl. 250 Nauka koja se bavi proučavanjem zemljišta kao specifične geosfere naziva se pedologija; pedologija primijenjena u šumarstvu naziva se silvopedologija, a u poljoprivrdi agropedologija . 249
se analiziraju osnovni faktori stvaranja i razvoja zemljišta251, prostorna ograničenost zemljišnih resursa u svijetu, neprekidno zagađivanje i neracionalno korišćenje, tada s pravom zaključujemo da zemljište praktično spada u neobnovljiva prirodna bogatstva252. Definicije zemljišta su mnogobrojne i različite. Zavisno od naučnog pristupa, brojni su autori koji su definisali zemljište (tlo). Za potrebe ove knjige izdvojili smo karakteristične definicije i tumačenja zemljišta. Ne postoje suštinske razlike u definisanju, a ako i postoje one su rezultat, objektivno, različitog metodološkog pristupa onih naučnih disciplina koje za dio svojih istraživanja imaju pojave i procese vezane za zemljište (geologija, geomorfologija, poljoprivreda, šumarstvo, hidrologija, ekonomija, medicina i dr.). Kada je u pitanju korišćenje termina "tlo" ili "zemljište", očigledno je da se oni koriste kao sinonimi, ili u bliskim značenjima, kojih ima više. Nije neobično da se mnogi autori striktno opredijeljuju za jedan od termina ili jedno njegovo značenje (na primjer: građevinsko zemljište, poljoprivredno zemljište i sl.). U geološkim, ali i drugim naukama, termini zemljište i tlo koriste se u svim značenjima, ali su izvršene i izvjesne specijalizacije, naročito kod termina tlo (na primjer: mehanika tla, figur. "plodno tlo" i dr.). Zanimljivu distinkciju bliskih pojmova u cilju njihove jednoznačne upotrebe (posebno u geologiji) dao je M. Babović (1992) : teren: granična površina endogeosfere, po kojoj se hoda ili na kojoj se odvija neka druga aktivnost; omeđena (npr. "teren opštine Vlasotinci") ili neomeđena površina; oblik terena prikazuje se kao reljef, a specifičnosti mogu biti iskazane preko bilo kog svojstva koje utiču na hodanje ili drugu aktivnost (npr. strm teren, blatnjav teren), zaposjednutošću terena objektima koji utiču na hodanje ili drugu aktivnost (npr. šumovit teren); može se govoriti o terenu kao prostoru na kome geološka sredina ima određena svojstva (npr. teren podložan kliženju, rudonosan teren), ili o zaprekama koje utiču na hodanje ili drugu aktivnost (npr. pošumljen teren, teren prošaran "vikendicama"); tlo: dio geološke sredine u svojstvu životnog ili radnog ambijenta; plodno tlo: dio geološke sredine u kome ili na kome žive sesilni organizmi čija je ishrana bazirana na konzumiranju sastojaka iz geološke sredine; u tom smislu i zemlja u saksijama; najčešće je rastresito, ali ne mora biti; građevinsko tlo: dio geološke sredine u svojstvu radne sredine i podloge za građenje objekata bilo koje namjene; građevinsko tlo je i sredina u kojoj se kopa rudnički hodnik (građevinski objekat izgrađen za potrebe rudnika), njiva (jer se na njoj kopa, a može se i graditi – npr. čuvareva kućica), klizište (na kome se može graditi, mada to ne treba činiti bez posebnog razloga); zemljište: dio terena omeđen prema namjeni (npr. gradsko građevinsko zemljište, poljoprivredno zemljište); poljoprivredno zemljište: teren predviđen za poljoprivrednu proizvodnju; šumsko zemljište: teren na kome dominira šuma; građevinsko zemljište: teren predviđen za izgradnju.
Definicije zemljišta Pod zemljištem (pedološkim pokrivačem ili produktivnim tlom) podrazumijevamo rastresiti površinski sloj litosfere koji se, za razliku od kompaktne stijene, odlikuje plodnošću, jer ima sposobnost da biljkama obezbijedi neophodnu vlagu (fiziološki dostupnu vodu) i neophodne hranljive (mineralne) materije (Crnogorac,Pecelj, 2000). Tlo ili zemljište je osnovno i jedno od najvažnijih prirodnih izvora čovjekove egzistencije na našoj planeti. To je rastresit sloj Zemljine kore u kojem su ukorijenjavaju biljke i 251
Proces prirodnog stvaranja zemljišta je jako spor, jer za formiranje sloja zemljišta moćnosti (debljine) 2 – 3 cm, potrebno je ponekad i hiljadu godina, a najmanje 200 godina 252 Najdublja zemljišta u vlažnim tropima mogu biti debela 10–30 metara, u umjerenim klimatima 2-3 metra, a u subpolarnim krajevima samo 10-20 cm. Nizijska zemljišta u bivšoj SFRJ debela su između 70-150 cm.
gdje one svojim korijenovim sistemom uzimaju hranljive materije, vodu i kiseonik (Resulović,1997). Zemljište je površinski, rastresiti, često veoma tanak sloj Zemljine kore koji ima sposobnost da biljkama obezbijedi neophodnu vodu i hranu (Enciklopedijski leksikon – geografija, 1969). Zemljište je prirodno tijelo nastalo uslijed preobražavanja površinskih slojeva litosfere pod zajedničkim uticajem vode, vazduha i živih organizama. Posjeduje plodnost koja zavisi, u prvom redu, od sadržaja organskih materija u tlu. Zemljište je svojstvena zakonomjerna izmjena morfologije, sastava i svojstava po dubinskom profilu, uslovljena preobražavanjem i premještanjem materije, a ispoljava se u smjeni genetskih zemljišnih horizonata (Mastilo, 2001). Zemljište ili tlo predstavlja posebnu prirodnu tvorevinu koja obuhvata čvrst površinski sloj Zemlje, karakterističan za biosferu. Nastaje kao rezultat dejstva klimatskih faktora (naročito temperature, vode, vazdušnih strujanja i Zemljine teže), kao i drugih fizičkih faktora i živih organizama na geološku podlogu Zemlje – stijene (Savić, Terzija 2002). Tlo je rastresiti površinski sloj Zemljine površine nastao trošenjem čvrstih stijena litosfere. Stvara se raspadanjem i trošenjem stijena pod uticajem atmosferskih pojava, vode i radom organizama (Brazda et al., 1995). Pod zemljištem se podrazumijeva tanki sloj litosfere, koji u odnosu na debljinu litosfere predstavlja samo tanku opnu koja čini milioniti dio njene debljine. Zemljište je posebna sfera u kojoj se ukrštaju i susreću putevi živog i neživog, stupajući u neraskidive odnose i međuzavisnosti i obrazujući svojevrstan minerogeno-organogeni kompleks (pedosferu). Zemljište je veoma složena dinamička cjelina u kojoj se obavljaju razmjene materija i energije između živih organizama i nežive prirode preko niza fizičkih, hemijskih i bioloških procesa. Zemljište nije jasno ograničena cjelina. Prema litosferi granica zemljišta je postupna, naročito ako su zemljišta razvijena na rastresitim stijenama (gline, les, pijeskovi). Ipak, pod zemljišnim sistemom smatramo dio litosfere u kome se odvijaju pedogenetski procesi. Jedno od osnovnih obilježja zemljišta je anizatropnost253 u vertikalnom pravcu i mozaičnost254 u regionalnom smislu (Lješević, 2003). Zemljište je po svom nastanku i osobinama jedinstvena i specifična tvorevina. Ono predstavlja jedinstvo mrtvog dijela naše planete (litosfere) i živog svijeta (biosfere). Zemljište nastaje tek onda kada se na površini stijene nasele živi organizmi (mahovine, lišajevi i dr.). Zemljište ima tri faze255: čvrstu, tečnu i gasovitu, i četiri komponente: mineralnu, organsku, tečnu i gasovitu. U zemljištu se neprekidno odigravaju fizički, fizičko–hemijski, hemijski i biohemijski procesi. Pod uticajem svih ovih procesa promjene u zemljištu teku neprekidno (Antić et al., 1990). Pod zemljištem podrazumijevamo rastresiti površinski sloj Zemljine kore koji se odlikuje plodnošću. Ovaj površinski sloj Zemljine kore izmijenjen je i neprestano se dalje mijenja pod uticajem atmosferskih i bioloških faktora (Janković, Atanacković, 1999). Definicija plodnosti zemljišta. Plodnost i produktivnost zemljišta su veoma značajne veličine. Mnogi autori (Boguslavski, 1965; Köhenlein, 1965; Linser, 1965; Ćirić, 1973) navode da je
253
Anizatropija – osobina nekih tijela da u različitim smjerovima imaju drukčija fizička svojstva. U prenesenom značenju: šarena, šarolika smjesa. 255 Zemljište je trofazni sistem, tj. svako zemljište se sastoji iz materije koja se javlja u tri agregatna stanja: čvrstom, tečnom i gasovitom; na čvrstu fazu otpada približno 50% od ukupne zapremine, a ostalih 50% zauzimaju pore (šupljine) zemljišta, koje su ispunjene tečnom i gasovitom fazom. 254
plodnost sposobnost zemljišta definisana sumom njegovih svojstava, da je to u suštini potencijal zemljišta čija će realizacija zavisiti od klime, biljne vrste i uticaja čovjeka. Plodnost zemljišta je kompleksno svojstvo i zavisi, u suštini, od slijedeća četiri faktora (mada svaki od ovih faktora zavisi od niza drugih uticaja): sadržaj hranljivih materija, obezbijeđenost biljaka vodom, obezbijeđenost vazduhom i dubina (moćnost) zemljišta. Zemljišta obezbijeđena u optimalnim količinama vlagom, vazduhom i hranljivim materijama odlikuju se veoma visokim potencijalom plodnosti. Produktivnost je iskazana produkcijom, proizvodnjom, prinosom; u svakom slučaju to je konkretno realizovana veličina zemljišne plodnosti, tj. zemljišnog potencijala. Plodnost zemljišta može se definisati i kao njegova sposobnost da obezbijedi biljkama potrebne mineralne materije i vodu. U zavisnosti od fizičko – hemijskih osobina zemljišta, stepen plodnosti može biti različit. U slučajevima kada je proces stvaranja zemljišta u svojoj početnoj fazi, površinski rastresiti sloj će se odlikovati sasvim neznatnom plodnošću. Nasuprot tome, kada je zemljište potpuno razvijeno i moćno, produkcija organske mase je veoma intenzivna i vrlo velika. Za plodnost zemljišta, osim mineralnih materija i vode (fiziološki dostupne), neophodno je prisustvo kiseonika (u zoni korijenovog sistema). Sa aspekta zaštite zemljišta izuzetno je važno da ono ne sadrži materije štetne za biljke, mada „postoje specijalni ekološki tipovi biljaka koji su prilagođeni i na takvu pedološku podlogu u kojoj odsustvuje kiseonik (močvarne i barske biljke), odnosno zemljišta sa različitim štetnim materijama – npr. halofite na slanom zemljištu“ (Janković, Atanacković, 1999). Kada su u pitanju oblici plodnosti zemljišta razlikuju se: prirodna, antropogena i efektivna plodnost zemljišta (Filipovski, 1974), mada neki autori (Resulović, 1997) razlikuju prirodnu ili potencijalnu plodnost zemljišta i stečenu ili efektivnu plodnost. Prirodna plodnost je rezultat pedogenetskih faktora (klime, vegetacije, supstrata, organizama, reljefa i dr.) i promjena pedogeneze, bez učešća čovjeka. Za prirodnu plodnost možemo još reći da je to ona plodnost koju je zemljište postiglo u toku svog razvoja. Antropogena plodnost nastaje pod uticajem čovjeka. Ona može biti veća od prirodne plodnosti (agrotehničke mjere, melioracija, načini obrade i dr.), ali i manja (sječa šume i pojava ekscesivne erozije, pojava zaslanjivanja usljed prekomjernog navodnjavanja i dr.). Prirodna i antropogena plodnost zajedno čine efektivnu plodnost zemljišta, tj. antropogena plodnost svodi se, u stvari, na efektivnu plodnost. Drugim riječima efektivna plodnost zemljišta je plodnost koju je zemljište steklo djelovanjem čovjeka. Faktori stvaranja i razvoja zemljišta. Stvaranje zemljišta determinišu u suštini dva procesa: proces (i oblici) raspadanja stijena i proces stvaranja zemljišta. Raspadanje stijena predstavlja proces drobljenja stjenovite mase, odnosno prelaz tvrde kompaktne stijene u rastresitu, pokretljivu (stijenu), kojom mogu lakše ovladati sile koje dejstvuju na Zemljinu površinu. Na osnovu dosadašnjih, brojnih istraživanja treba razlikovati sljedeće vrste raspadanja stijena: fizičko (dezintegracija), hemijsko (dekompozicija), fizičkohemijsko i biohemijsko raspadanje stijena. Sam proces stvaranja zemljišta, gdje se iz rastresitog sloja raspadnutih stijena stvara zemljište, može se definisati preko tri osnovna procesa (Janković, Atanacković, 1999):
1. proces postepenog raspadanja materinskih stijena256 i stvaranje rastresitog kompleksa produkata ovog raspadanja; 2. proces koncentracije organskih materija (najvećim dijelom biljnog porijekla), koje se postepeno pretvaraju u humus257; 3. proces migracije rastvorenih ili koloidnih elemenata, zajedno sa kretanjem vode. Uglavnom možemo zaključiti da su za obrazovanje zemljišta bitni sljedeći faktori: uloga materinske stijene u obrazovanju zemljišta, uloga reljefa, uloga klime, uloga vegetacije, i uloga čovjeka. Sastavni dijelovi zemljišta. Prema Ž. Pošonu i De Boržaku (J. Pochon i H.de Borjac, 1958.) zemljište se sastoji od četiri osnovna dijela: mineralnih materija, organskih materija, vazduha i vode. Fizičke osobine zemljišta. Najvažnije fizičke osobine zemljišta su: granulometrijski – mehanički sastav ili tekstura258 zemljišta (podrazumijeva relativni sadržaj čestica različitog dijametra (prečnika) – izražen u procentima),struktura, specifična težina, poroznost, konzistencija259 zemljišta, vazdušni,vodni i toplotni režim, boja zemljišta i dr. Mehanički ili granulometrijski sastav zemljišta određuje se procentualnim učešćem u zemljištu čestica različite veličine (manje od 0.0001 mm do 20 mm): koloidi, glina, prah, pijesak, šljunak i kamenje. Voda u zemljištu. Zemljišna voda u suštini predstavlja vodeni rastvor čitavog niza materija. Ona je vrlo bitan sastojak zemljišta. Pod njenim uticajem vrši se fizičko i hemijsko raspadanje, a važna je za rad mikroorganizama i transformaciju organske materije. Štetni uticaji su: preveliko hemijsko raspadanje, ispiranje gline, ispiranje baza i hranljivih materija, erozija, poplave, zaslanjivanje i dr. Voda u zemljištu nalazi se u više oblika: hemijski vezana voda, voda u obliku vodene pare, higroskopna voda, opnena voda, kapilarna voda, gravitaciona voda, podzemna voda i voda u obliku leda (Antić et al.,1990). Vazduh u zemljištu – nalazi se u šupljinama između čestica i rastvoren u zemljišnoj vodi. Vazduh je značajan činilac zemljišne dinamike, a takođe se pojavljuje kao značajan faktor plodnosti. Između zemljišnog vazduha i atmosfere se vrši neprekidna izmjena gasova koju nazivamo aeracijom zemljišta. 256
Pod materinskom stijenom (ili geološkom podlogom zemljišta) podrazumijevamo onu površinu stijene iz koje se pod uticajem niza faktora obrazuje na kraju zemljište (S.A.Manjin, 1957). Prema Viljamsu (1949) masivna stijena, da bi postala zemljište, mora razviti dva nova svojstva koja sačinjavaju bitnu odliku pedološkog pokrivača. Ona treba da, s jedne strane, stekne sposobnost stvaranja i čuvanja rezervi vode, koja je neophodna da bi se osigurao razvitak biljaka, a s druge strane da skoncentriše i zadrži za taj razvitak neophodnu rezervu elemenata mineralne i azotne hrane. 257 lat. humus – zemljasti ostatak istrunulih biljnih i životinjskih tijela; prenes. zemlja crnica; prema Voksmanu (1936) ″humus je produkt žive materije i njen izvor: humus je rezerva i stabilizator organskog života na Zemlji; humus se može shvatiti kao produkt nepotpunog raspadanja biljaka i životinja, pri čemu se oni samo dijelom do kraja mineralizuju″. 258 lat. textura – tkivo, građa; tekstura zemljišta predstavlja odnos čestica različite veličine, kao što su npr. čestice pijeska, praha i gline;na osnovu procentualnog sadržaja pojedinih teksturnih elemenata, zemljište dobija teksturnu oznaku, odnosno vrstu ili klasu zemljišta: pjeskuša, prahulja, ilovača, glinuša i skeletna zemljišta. 259 lat. consistere – spajati, održati se, postojati; konzistencija – 1. građa nekog tijela.
Hemijske osobine zemljišta. Hemijska svojstva zemljišta odnose se kako na njegovu čvrstu fazu, tako i na zemljišni rastvor. Pod zemljišnim rastvorom se smatra tečna faza zemljišta u kojoj se nalaze rastvorene soli, organo – mineralna i organska jedinjenja i gasovi. Ukupan hemijski sastav zemljišta je odraz hemijskog karaktera svih geosfera: litosfere (Zemljine kore i supstrata), atmosfere, hidrosfere i biosfere. U zemljištu se nalaze gotovo svi elementi periodnog sistema Mendeljejeva. Najzastupljeniji su kiseonik (O) i silicijum (Si), a zatim aluminijum (Al), željezo (Fe), kalcijum (Ca), magnezijum (Mg) i kalijum (K). Reakcija zemljišta je jedna od njegovih važnijih hemijskih osobina, koja je prije svega uslovljena karakterom zemljišnog rastvora. Podloga može biti kisela, neutralna i bazična. Uzrok kiselih osobina zemljišta je jon vodonika (H+), a bazičnih osobina hidroksilni jon (OH-). Reakcija zemljišta upravo je i određena koncentracijom ovih jona u zemljišnom rastvoru i to u tom smislu da je kisela reakcija ako je H+ > OH-; bazična je reakcija ako je H+ < OH-. U slučaju da je H+ = OH- reakcija je neutralna (Janković, Atanacković, 1999). Tabela 27. Stepen reakcije zemljišta pH 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9
Reakcija jako kisela kisela slabo kisela uslovno neutralna slabo bazična bazična
Geografski faktori nastajanja i mijenjanja zemljišta Pod geografskim faktorima nastanka i modifikacije zemljišnog sloja podrazumijevaju se razne prirodne abiotičke komponente ( geološka podloga, klima, reljef, vodna svojstva), biogeni faktori ( biljke, životinje koje žive u zemljištu i razgrađivači organske materije – bakterije i gljive), kao i antropogeni faktori stvaranja i modifikovanja zemljišta ( obrada, hemizacija zemljišta, dnevni rudarski kopovi, zagađivanje, deponovanje otpadaka i sl.). Dok prirodni faktori djeluju po određenim prirodnim zakonitostima, dotle antropogeni imaju, uglavnom, destruktivnu ulogu, kada je zemljište u pitanju (Lješević, 2003). Dokučajev je ustanovio da na stvaranje zemljišta utiču matični supstrat, organizmi, reljef, klima, i starost terena koje je označio kao pedogenetski faktori. Rodé definiše pedogenetske faktore kao prirodna tijela kojima je zemljište povezano kroz izmjenu materije i energije. Takve osobine posjeduju stijenska podloga, klima i organizmi. Funkcionalni odnos između zemljišta i elemenata predjela Dženi je predstavio u obliku formule: P = f ( k, o, g, r ) t gdje su : P - zemljište, f - funkcija, k - klima, o - organizmi, g - geološka podloga, r - reljef, t - vrijeme. Dakle, postoji pet pedogenetskih faktora: geološka podloga, klima, reljef, živi svijet, reljef i vrijeme. Pored ovih veoma značajan i sve značajniji faktor je i čovjek.
„Zemljište je rezultat međusobnog djelovanja svih pedogenetskih faktora, pri čemu ni jedan od njih nije značajniji od drugih“ (Lješević, 2003). Zemljišni resursi u svijetu. Svjetski zemljišni resursi su poljoprivredno zemljište i svaka druga zemljišna dobra (ili dijelovi Zemljine površine) koja se koriste ili koja se mogu koristiti na datom nivou razvoja proizvodnih snaga društva u mnogim granama ljudskih djelatnosti (poljoprivreda, šumarstvo, vodoprivreda, izgradnja naselja, izgradnja saobraćajnica i dr.). "Površina zemljišta na jednog stanovnika godišnje se smanjuje za oko 2%, a površina produktivnih zemljišta za 6 – 7% kao posljedica rastućeg antropogenog opterećenja na zemljišne resurse i degradacije zemljišnog pokrivača" (Lješević, 2003). Tabela 28. Struktura zemljišnih resursa svijeta
Kontinent Evroazija Afrika Australija Latinska Amerika Kanada SAD Svijet (mil. km2)
Obradiva zemljišta ( 000 km2)
% površine kontin.
Livade, pašnjaci (000 km2)
%
Šume i žbunje (000 km2)
%
Ostalo zemljište (000 km2)
%
8087.6 2087.2 445.0 1400.0
15.36 7.0 5.8 7.0
11192.3 7979.4 4461.0 5274.0
21.26 27.0 57.7 26.0
12487 6370.0 395.0 9950.0
23.72 21.5 5.1 52.0
20878.1 13209.5 2422.0 3632.0
39.66 44.5 31.4 15.0
2548.0
14.7
3727.0
21.52
3230.0
18.65
7816.0
69.04
14.1
10.9
30.2
24.0
40.1
31.1
45.0
34.0
(Izvor: FAO, 1982)
Tabela 29. Opšti bilans zemljišta na Zemlji
Oranice i plantaže Pašnjaci: - tundri - pustinja - planina Šume - od toga planinske Ostale površine - akvatorije - lednici - snježanici Kopno u cjelini
Savremeno stanje % 000 km2 11097 7.5
Bliske perspektive 000 km2 % 24746 16.6
29888 -
20.0 -
29888 2441 7792
20.0 1.6 5.2
43744
29.3
36380
24.4
13793 2.00 13900 149297
9.2 1.3 9.3 100.0
2000 13900 149297
1.3 9.3 100.0 (Izvor: Rozanov, 1977)
Poljoprivredno zemljište je pored klime najznačajniji prirodni faktor poljoprivrede. Na Zemlji preovlađuju zemljišta srednje i niske plodnosti. Čovjek može povećati plodnost zemljišta ili privesti kulturi neplodno zemljište. Prosječna poljoprivredna obrađenost zemljišta u svijetu iznosi oko 11.3% (14.7 mil. km2)260, a po kontinentima se ta vrijednost kreće od 4 - 18% (FAO261, 1982). Stepen obrađenosti se ocjenjuje koeficijentom poljoprivrednog korišćenja (KPK) koji predstavlja odnos površine datog zemljišta koje se koristi u poljoprivredi i ošte površine datog zemljišta, izraženo u procentima (%). Danas se obrađuje približno 1.5 milijardi hektara, a neka istraživanja (Lješević, 2003) pokazuju da u perspektivi čovječanstvo može obrađivati oko 2.5 milijardi hektara.
260
261
Crnogorac, Grčić, (2000); procenat određen u odnosu na ukupnu površinu zemljišta na našoj planeti (130.7 mil. km2). Skraćenica od: Food & Agriculture Organization – Organizacija (Ujedinjenih nacija) za ishranu i poljoprivredu.
7. ZAGAĐIVANJE ŽIVOTNE SREDINE
Uzroci narušavanja kvaliteta životne sredine. Environmentalni problemi svijeta već se registruju polovinom XX vijeka, a među najdominantnije danas se svrstavaju (redosljed je proizvoljan): sve evidentnije zagađivanje voda zbog čega je ugroženo vodosnabdijevanje stanovništva i privrede, ugroženost litoralnog pojasa Svjetskog okeana (mora), povećana emisija polutanata u atmosferu (prvenstveno troposferu) i pojava „negativnog efekta staklene bašte“, pitanje deponovanja čvrstog otpada (komunalnog, medicinskog, radioaktivnog, industrijskog, toksičnog) i njegovo eliminisanje, ugroženost brojnih i životinjskih vrsta262, erozija zemljišta, ugroženost pedosfere, posebno poljoprivrednog zemljišta, demografska eksplozija i dr. Ono što se u prirodi stvaralo u toku miliona godina evolucije – planinski vijenci i masivi, šumska vegetacija, intaktna263 voda i vazduh, pedosferni kompleks i dr. – djelimično je, ili negdje već u cjelini, degradirano u najurbanizovanijim geografskim prostorima naše planete, pri čemu su najkritičnije ocjene vezane za industrijske gradove, odnosno regije. U životnu sredinu su penetrirali štetni polutanti iz industrijskog kompleksa, pedosfera plaća sve više ceh zahtjevima za enormnim povećanjem hrane (korišćenje pesticida, prekomjerna upotreba vještačkog đubriva), savremeni izvori energije (NE energija), koji su trebali biti oslonac za budući razvojni period ljudske civilizacije, sve više pokazuju svoje alter ego (radioaktivnost, zračenje, jonizacija i dr.), u trci za profitom buka i vibracije ugrožavaju veliki dio radne snage u nerazvijenim područjima svijeta, a niz polutanata (izlučenja) još uvijek nema adekvatnu definiciju u zagađivanju i zaštiti životne sredine. Mediji (sfere) u životnoj sredini (atmo, hidro, pedo i lito) na početku trećeg milenijuma izgubili su sposobnost autopurifikacije (samoprečišćavanja), što znači da ne posjeduju više vlastitu energiju koja se može izboriti sa savremenim antropopresingom. Osnovni društvenogeografski uzrok narušavanja kvaliteta životne sredine je ljudska populacija.264 Rast ljudske populacije poprima, po mišljenju mnogih autora, zastrašujuće dimenzije. S obzirom da je čovjek prirodno, ali i prevashodno društveno biće, njegove aktivnosti su usmjerene na ostvarivanju životnih i kulturnih potreba, pri čemu ostaju nerazjašnjena mnoga pitanja. Ona su definisana u okviru maksimiziranja gornjih granica ekonomskog razvoja, odnosno usklađenosti rasta ljudske populacije i eksploatacije prirodnih dobara. Klasični cilj ljudskog nastojanja da bude „iznad prirode“, odnosno da je podredi sebi i da ovlada njome unekoliko je zadovoljen tehničko - tehnološkim progresom i informatičkim modelom savremenog svijeta, no sada se postavlja daleko ozbiljniji problem: kako sačuvati (održati) prirodnu sredinu za buduća pokoljenja? U istoriji čovječanstva nastupilo je razdoblje kada svaku svoju aktivnost ono mora da poredi sa mogućnostima prirode. Poznati francuski istraživač mora Žak - Iv Kusto je rekao: „Ranije je priroda zastrašivala čovjeka, a sada čovjek zastrašuje prirodu“. Povećanje broja ljudi na Zemlji prisiljava čovječanstvo da traži nove izvore egzistencije u sredini koja ga okružuje. Posljedice su sve intenzivnije crpljenje i iskorišćavanje prirodnih resursa, odnosno sve veća ugroženost, zagađenost i poremećaj ravnoteže pojedinih elemenata životne sredine. Za vrijeme trajanja jednog školskog časa sa lica Zemlje nestane oko 900 hektara šume; danas je takođe oko 350 vrsta ptica i blizu 300 vrsta sisara pred istrebljenjem, a čak 20000 biljnih vrsta može nestati sa naše planete 263 Intaktan (lat. intactus ) – netaknut, neoštećen, neranjen, čist ... 264 Kako u biološkom tako i u statističkom smislu, pod populacijom se podrazumijeva i cjelokupno svjetsko stanovništvo, kao i stanovništvo određenog geografskog prostora. 262
„U svijetu se sada – piše u časopisu "Nauka i žiznj" sovjetski akademik A. Vinogradov svakih 7-10 godina udvostručuje proizvodnja elektroenergije, osnove praktičnih mogućnosti za tehnološki razvoj čovječanstva. Drugim riječima, sada ima mnogo faktora koji snažno privlače našu pažnju ne samo u pogledu zaštite prirode, u najširem smislu, nego i u smislu zaštite biosfere. Problem zaštite biosfere je izuzetno složen, ima kompleksni karakter i povezan je sa svim oblastima ljudske djelatnosti. Ukratko rečeno, on (problem, op.a.) kao da je povezan sa dvije osnovne strane ljudske aktivnosti – ranjavanje planete, odnosno narušavanje predjela koje je stvorila priroda – izgradnja gradova i sela, prokopavanje kanala, uništavanje šuma, prosijecanje puteva i aktivno izbacivanje proizvodnih i drugih otpadaka, ekološki štetnih materija u biosferu“. Obim tehničko - tehnološke dominacije, neophodnog činioca današnje civilizacije, više ne može a da ne vrši destrukciju postojećih environmentalnih procesa na našoj planeti. Po mišljenju američkog ekologa L. Brauna (L. Brown, The bread alone, New York, Preger, 1977.), „urbani i industrijski otpaci su tako počeli da mijenjaju životnu sredinu – vazduh, vodu i zemljište – da to već ugrožava faunu i floru koje su neophodne za opstanak čovjeka“. Prema B. Kitanoviću (1979) mogu se odrediti tri osnovna aspekta globalnog problema "čovjek i priroda": 1. tehničko-ekonomski, koji je povezan sa iscrpljivanjem prirodnih resursa Zemlje; 2. environmentalni – koji je neodvojiv od zagađivanja prirodne sredine i poremećaja ekvilibrijuma (ravnoteže) u sistemu čovjek – životna sredina; 3. društveno – politički, koji podrazumijeva da probleme valja rješavati naporima svih država svijeta, bez selektivnih monopola vodećih ekonomskih i vojnih sila, znači naporima međunarodne zajednice – svih dvijestotine i nešto više zemalja danas u svijetu. Posljednje dvije – tri decenije problemi životne sredine predmet su rasprava mnogih međunarodnih konferencija i naučnih simpozijuma. Međunarodna saradnja je intenzivirana, ali po mišljenju mnogih eksperata još uvijek je nedovoljna na globalnom nivou. UNESCO je još davne 1968. godine organizovao međunarodnu konferenciju u Parizu, u saradnji sa Međunarodnim biološkim programom. Te, 1968. godine, na pomenutoj međunarodnoj konferenciji, odlučeno je da se pod pokroviteljstvom Ujedinjenih nacija realizuje višegodišnji program međunarodne saradnje pod nazivom Čovjek i biosfera.265 Juna 1972. godine u Štokholmu je održana prva Svjetska konferencija o zaštiti čovjekove (životne) sredine. Organizator je bila Generalna skupština Ujedinjenih nacija, a učestvovalo je preko 1400 naučnika, tehničkih eksperata, političara i zvaničnih predstavnika gotovo svih država svijeta. Tadašnji generalni sekretar Ujedinjenih nacija Kurt Valdhajm je svoje izlaganje počeo ovim riječima: "Suočeni smo sa situacijom kakvu svijet do danas nije poznavao. Prvi put u svojoj istoriji čovječanstvo se našlo pred stvarnom svjetskom krizom koja obuhvata sva živa bića, sav biljni svijet, čitav sistem u kojem živimo i sve nacije, male i velike, razvijene i one u razvoju.Ta kriza se tiče doslovno svakoga i pogađa, posredno ili neposredno gotovo sve ljude". Na konferenciji u Štokholmu je usvojen zaključak da „prvi put u istoriji Zemlji prijeti strašna opasnost“. U „Zaključnom aktu“ Konferencije o bezbjednosti i saradnji u Evropi, održanoj u Helsinkiju 1975. godine, velika pažnja je posvećena problemima zaštite životne sredine. Države, učesnice helsinškog savjetovanja, su potvrdile da „zaštita i poboljšanje životne (prirodne) sredine, kao i racionalno korišćenje prirodnih resursa, u interesu današnjih i budućih generacija, 265
Opširnije vidjeti: B.Kitanović, Planeta i civilizacija u opasnosti, Beograd, 1979., str. 14-16.
predstavljaju jedan od zadataka koji ima veliki značaj za prosperitet naroda i privredni napredak svih zemalja“. Od konferencija u Parizu, Štokholmu i Helsinkiju pa nadalje ostvaren je značajan napredak, ali, ponovimo to još jednom, na međunarodnom planu ne postoji zadovoljavajući konsenzus. Pojam zagađenja i degradacija životne sredine. Zagađenja su neželjene promjene fizičkih, hemijskih i bioloških svojstava životne sredine (vazduh, voda, zemljište), koje mogu nepovoljno djelovati na živa bića ili narušiti njihove ekosisteme. Zagađujuće materije ili supstance (polutanti) ostaci su onoga što proizvodimo, koristimo i odbacujemo. Materija (ili energija) postaje zagađujuća kada se pojavi na „nepoželjenom mjestu, u nepoželjeno vrijeme i u nepoželjenim količinama. Pod nepovoljnim uticajima podrazumijevaju se i ona dejstva na razne industrijske procese koji mijenjaju uslove života i kulturna dobra, ali isto tako i iscrpljuju ili pogoršavaju kvalitet prirodnih bogatstava“.266 Uzroci degradacije životne sredine su mnogobrojni, raznovrsni i danas često nepredvidljivi. Osim već nabrojanih uzroka narušavanja kvaliteta životne sredine (sa dominantnom ulogom čovjeka), uzroci degradacije životne sredine su i razni prirodni procesi i pojave: vulkanske erupcije, zemljotresi, poplave, razorni vjetrovi, požari (posebno šumski požari), suše, ekstremne vrijednosti visokih ili niskih temperatura i sl. Kao rezultat gore navedenih procesa, u pojedinim geosferama, naročito u atmosferi i hidrosferi, može da se poveća broj štetnih jedinjenja i elemenata koji remete hemizam sredine, a i ostale environmentalne faktore. Najčešće su to (Đukanović, 1996) : 1. jedinjenja sumpora i fluora od vulkanskih aktivnosti; 2. oksidi azota prilikom električnih pražnjenja u atmosferi; 3. vodoniksulfid, amonijak, metan i druga jedinjenja koja nastaju kao rezultat djelovanja mikroorganizama. Vulkanske erupcije. Vulkan267 je mjesto ili otvor (geološka tvorevina) nastala iznad kanala i/ili pukotina u Zemljinoj kori kroz koje izbija na Zemljinu površinu vulkanski materijal (lava, komadi stijena, užareni gasovi, pepeo i vodena para). Vulkanima se, takođe, nazivaju različita uzvišenja (brda i planine) nastala kao rezultat akumulacije vulkanskog materijala, izlivenog ili izbačenog iz kanala. Vulkanska erupcija je period aktivnosti vulkana, kada on izbacuje na Zemljinu površinu usijane i vrele žitke ili gasovite vulkanske proizvode, i izliva lavu. Materijal(i) koji izbija iz kratera za vrijeme erupcije, dijeli se na tri vrste: gasovi (SO2, H2S, CO2, H, Cl, NH3 i dr.) čija temperatura prelazi 1000oC; tečna komponenta – lava, čija je temperatura od 950 – 1300oC; čvrsti produkti ( vulkanske bombe, lapili, pijesak i pepeo). Vulkanska erupcija može da bude dugotrajna (tokom nekoliko godina i više) i kratkotrajna (mjerljivo satima). Kao prethodnica erupcije javljaju se vulkanski zemljotresi, akustične pojave, izmjene magnetnih svojstava, izmjene sastava fumarolnih gasova i druge pojave. "Prilikom vulkanskih erupcija dešavaju se velike promjene koje se manifestuju povećanom temperaturom, promjenom vrste tla (rastopljenom lavom prekriva se postojeće tle), izbacivanjem u atmosferu velikih količina gasova, naročito sumpordioksida, uništavanjem vegetacije i ostalih organizama, uništavanjem naselja i drugih dobara tehnosfere, uništavanjem nekih vrsta jedinki, šuma i drugih prostora.." (Đukanović, 1996). 266 267
I.Savić – V. Terzija, cit. izd., str. 71 – 77. lat. Vulcanus – bog vatre i kovačkog rada kod starih Rimljana.
Vulkanske erupcije i degradacija životne sredine. Od istorijskih i savremenih erupcija upoznaćemo se sa nekoliko najvećih, po razmjerama i posljedicama po geografski prostor i životnu sredinu. 1. Erupcija vulkana Vezuv 79. godine odnijela je u vazduh veliki dio vulkanske kupe. Vulkanskim pepelom i lavom zatrpani su gradovi Pompeja, Herkulanum i Stabija, koji su imali preko 20000 stanovnika. 2. Za vulkan Etnu geolozi procjenjuju da je mogao nastati prije pola miliona godina, u sudaru afričke i evroazijake ploče. Prvi izvori koji govore o erupcijama datiraju još iz I vijeka. Do danas je zabilježeno više od 200 snažnih i dugotrajnih erupcija – višednevnih i višemjesečnih aktivnosti koje su ugrozile stanovništvo i njegovu egzistenciju. Smatra se da najjača erupcija se desila u srednjem vijeku, preciznije 1669. godine (dvije godine nakon što je katastrofalni zemljotres potpuno uništio područje Dubrovačke Republike). Te godine lava je u potpunosti prekrila gradove Kataniju i Nikolozi. Dva vijeka kasnije (1811 i 1843. godine) uništena je dolina Bove, a u eksplozijama je poginulo više desetina ljudi. U XX vijeku Etna je imala snažne erupcije desetak puta, a jednom od najžešćih smatra se erupcija iz 1950. godine, koja je trajala 372 dana. Lava je počinila tada enormne štete na poljoprivrednim kulturama (vinogradi, maslinjaci i voćnjaci). Tokom 1999. i 2000. godine najveći grad u području, Katanija, mjesecima je obasipan gustim pepelom. 3. Erupcija vulkana Krakatau (između ostrva Jave i Sumatre), 27. avgusta 1883. godine je odnijela više od dvije trećine ostrva (23 km2), a na mjestu odnijetog ostrva zabilježena je dubina od 279 m. Tom prilikom obrazovan je ogromni morski talas (cunami) koji je velikom silinom zapljusnuo obale okolnih ostrva i na njima usmrtio 36000 ljudi. Na njegovom mjestu nastao je novi vulkan – Anakrakatau (sin Krakataua). 4. Vulkan Tamboro, u Sundskom arhipelagu (između Azije i Australije) imao je strahovitu erupciju 1815. godine. Eksplozija se čula na rastojanju od 2000 km. Tada je zatrpano naselje Sumbava, koje je brojalo 14000 stanovnika. 5. Vulkan Mon Pele (Mt. Pelée) na ostrvu Martiniku, u grupi Malih Antila, između Atlantika na istoku i Karipskog mora na zapadu, imao je snažnu erupciju 08. maja 1902. godine. Izbačen je gusti oblak pare i pepela. Kroz zidove kratera izbio je tamni vreli gas i sručio se niz dolinu rijeke Blanš (Bijela). Samo za dva minuta tamni oblak gasova, sa temperaturom od 7000oC, prešao je preko grada Sen Pjera (St. Pierre) i usmrtio oko 30 hiljada ljudi. Nastali su brojni požari, a katastrofu je preživjelo četvoro lica. Od grada su ostale razvaline a u glavnu ulicu nije bilo je moguće ući par dana. Tijela ljudi su bila ugljenisana da se nisu mogla prepoznati. Od 18 brodova usidrenih u luci ostao je čitav samo parabrod "Roddan", ali su, sem kapetana i mašiniste, svi putnici i posada stradali. 6. Prema R. Lazareviću (2000) najjača vulkanska erupcija, s najtežim posljedicama zadesila je ostrvo Santorini u Egejskom moru, u XV vijeku prije nove ere. Centralni dio ostrva je raznijet i tom prilikom formirao se ogroman talas koji je uništio mnoga primorska naselja, prodro u dolinu Nila i sl. Smatra se da je ova erupcija uništila vrlo razvijenu minosku kulturu. Zastrašujuća predviđanja o vulkanizmu.268 U svijetu nema mnogo mjesta koja imaju šansu da se pretvore u supervulkan čija erupcija bi imala kataklizmične posljedice. Oni su, prema tvrdnjama geologa, rijetki fenomeni, ali se, ipak, dešavaju. Ogromni talas mogao bi jednog dana da napravi pravi haos na istočnoj obali SAD, kao i na drugim mjestima duž obale Atlantskog okeana. Naučnici smatraju da bi vulkanska erupcija 268
Aleks Kirbi (2001): BBC, London.
na Kanarskim ostrvima, nedaleko od obale zapadne Afrike, mogla da izazove veliko podmorsko klizanje terena. Ovo bi sa svoje strane dovelo do pojavljivanja cunami269 talasa koji bi mogli da poplave obale udaljene i hiljadama kilometara od samog klizišta. Ipak, nije vjerovatno da će se ovakva tragedija dogoditi u ovom vijeku. Upozorenje dolazi od dr Stivena Varda sa američkog univerziteta Kalifornija i dr Sajmona Deja iz Centra "Benfild Krejg", centra koji se bavi istraživanjem elementarnih nepogoda na Univerzitetskom koledžu u Londonu. Pišući svoja "Pisma o geofizičkim istraživanjima", ova dvojica naučnika su razradila ranije prognoze o vjerovatnim posljedicama obrušavanja zapadne strane vulkana Kumbre vijeha (Stari vrh) na ostrvu Las Palmas na Kanarskim ostrvima. Oni vjeruju da bi nagomilavanje podzemnih voda moglo da prouzrokuje destabilizovanje bloka stijena zapremine od oko 500 km3, a to bi onda u budućnosti moglo da dovede do erupcije čiji bi sadržaj jurnuo u more brzinom koja bi mogla dostići i 350 km/h. Energija koju bi oslobodilo ovakvo obrušavanje bila bi jednaka onoj koja bi bila dovoljna da se podmiri potrošnja električne energije u cijelim SAD u periodu od šest mjeseci. Gigantska vodena masa koja bi se pojavila kao posljedica, imala bi visinu od 900 m, a talas cunami koji bi se u toj masi oformio bio bi veći od bilo kog dosad viđenog, bilo gdje u svijetu i širio bi se brzinom od 800 km/h. Talasi visine od 100 m od dna do vrha, udarali bi o afričku obalu, dok bi u pravcu sjeveroistoka ugrozili Španiju, Portugaliju i Francusku, a kad bi se približili Velikoj Britaniji njihova visina bi još uvijek bila poprilična, to jest iznosila bi oko 12 m. To znači da bi ovaj talas bio oko tri puta veći od najvećeg upamćenog talasa, a to je onaj koji se pojavio za vrijeme zemljotresa u Lisabonu 1755. godine. Dr Dej kaže da bi talasi koji bi stigli do Velike Britanije ušli u kopno u dubini ne većoj od dva do tri kilometra. Ali, čudne stvari se dešavaju kada cunami uđu u luke i zalive, podsjeća dr Dej, a šteta koju prouzrokuju još je veća ako se njihov ulazak ponavlja. Na drugim mjestima talas bi postao još veći. Na primjer, oko sjevernih obala Brazila mogla bi se očekivati visina od 40 m. Moglo bi se, takođe, očekivati da se na obalama Floride, zatim nedaleko od Njujorka i Bostona, pa naviše sve do Grenlanda pojave talasi visine od oko 50 m koji bi prodirali u kopno do dubine 10 km, što bi se dešavalo negdje poslije devet sati od inicijalnog obrušavanja stijena. Ekonomske štete, koje bi bile prouzrokovane kao posljedica talasa, mjerile bi se trilionima dolara, čak i u slučaju da se stanovništvo obavijesti na vrijeme da bi moglo da se evakuiše sa ugroženih područja, čime bi se izbjegao ogroman gubitak ljudskih života. Ako bi brzina obrušavanja iznosila oko 150 m/s, a ne 100 m/s kako je ranije pretpostavljeno, visina talasa koji bi stigli do američke obale bila bi udvostručena. Što se tiče momenta kada bi ovakva katastrofa mogla da se dogodi predviđanja dr Deja su optimistička, jer nije vjerovatno da se išta slično desi u ovom vijeku, a možda ni u nekoliko narednih vijekova. Bilo bi potrebno da dođe do velikog broja erupcija da bi se vulkan
269
Cunami je izraz koji se upotrebljava za ogromni vodeni talas koji nastaje poslije zemljotresa, obrušavanja ili erupcije vulkana. Stručnjaci navode da cunami može da dostigne visinu do 35 m i dužinu od 150 – 300 km. Ovo vodeno brdo kreće se izuzetnom brzinom – do 700 km/h. Cunami je japanska riječ i u prevodu znači veliki talas u luci (tsun – luka + ami – talas) Zanimljivo je da ovaj vodeni zid najveća razaranja izaziva na obali, dok je na pučini relativno mirno, talasi nisu viši od 2-3 metra tako da nisu opasnost za brodove. Veliki talasi nisu rijetkost: godišnje se u oblasti Pacifika registruju u prosjeku dva cunamija.
destabilizovao u toj mjeri da se njegovo zapadno krilo obruši što bi uslijedilo tek poslije nekoliko dana ili čak nedelja neprekidne seizmičke aktivnosti. "Morali bismo imati dokaze o podzemnom kretanju prije nego što bi rizik survavanja postao realnost" kaže dr Dej, "a to što zasad nema nikakvog dokaza o podzemnim kretanjima, daje nadu da se Kumbre vijeha neće tako brzo obrušiti." Međutim, dr Dej upozorava:"poznato je da erupcije obično izbijaju u grupama od po nekoliko, a u nedavnoj prošlosti upravo smo imali dvije (na Kumbre vijehi, op. a.)". Početkom trećeg milenijuma javljaju se takođe scenariji mogućih kataklizmi supervulkana.270 Jedan od najnovijih je da će „uspavani“ supervulkan u Njemačkoj, koji je počeo da se budi, uništiti pola Evrope. Poslije njega vulkanolozi najviše sumnjaju u jezero Toba na Sumatri. Ovaj vulkan je već registrovan prije 74000 godina, kada je njegova erupcija dovela do pojave glacijala na našoj planeti. U kategoriju supervulkana ubrajaju se Long Veli (Kalifornija), jezero Taupo (Novi Zeland), Valjes (Meksiko) i Aira (Japan). Međutim, među vulkanolozima postoji opšta saglasnost da se nijedan scenarij erupcije navedenih vulkana ne može porediti sa erupcijom u Sibiru, prije 250 miliona godina. Rezultati istraživanja geologa, paleontologa i vulkanologa pokazuju da je tada uništen skoro sav život na našoj planeti. Može li se takav scenario ponoviti, pitanje je koje plaši laike i stručnjake. Za naše geografske prostore najopasniji su vulkani na Santoriniju i Vezuv, dok je najaktivniji vulkan u našoj blizini Etna na Siciliji. Posljednja erupcija nekog supervulkana bila je 1991. godine, kada se aktivirao Maunt Pinatubo na Filipinima. Ovaj vulkan je tokom erupcije izbacio deset milijardi tona magme, 20 milijardi tona sumpornog dioksida i 16 km3 pepela koji je uzrokovao globalni pad temperature za 0.5oC. Zemljotresi (potresi, trusovi) su podzemni udari i kolebanja površine Zemlje, izazvani uglavnom tektonskim procesima. Zemljotrese proučava posebna nauka seizmologija, a broj zemljotresa, koji se prate specijalnim preciznim instrumentima, godišnje iznosi stotine hiljada, ali samo mali dio njih izaziva katastrofalna razaranja. Interes za stalnim praćenjem i proučavanjem zemljotresa ima veliki humani značaj, pošto zemljotresi spadaju u red najopasnijih prirodnih pojava. Za nekoliko sekundi, koliko obično traje zemljotres, može biti potpuno izmijenjen reljef nekog područja, može biti izmijenjen odnos kopna i mora (odnos vode uopšte) i ugrožena i/ili uništena čitava materijalna kultura zahvaćene oblasti, kao i stotine hiljada ljudskih života. Sem toga, zemljotres je psihološki grozniji od svih drugih prirodnih pojava. Jačina zemljotresa. Zemljotresi su velika opasnost po životnu sredinu. Izazivaju vrlo često paniku kod stanovništva, dovode do brojnih oštećenja i rušenja stambenih i javnih objekata, a kod katastrofalnih potresa javljaju se klizišta, odroni, nastaju velike topografske promjene (izmjene reljefa, toka rijeka, brojne pukotine i sl.). S obzirom da dijelovi naše planete bivaju često zahvaćeni potresima i da se u štampanim i elekronskim medijima objavljuju, između ostalog, i podaci o njihovoj jačini, treba se podsjetiti: - intenzitet zemljotresa (I) odražava rušilački efekat zemljotresa na površini Zemlje; da bi se numerički izrazio površinski efekat zemljotresa, danas se u svijetu koristi nekoliko skala (lat. scala – podjela na stepene): kineska skala od 12 stepeni; japanska skala od 7 stepeni; 270
AFP (2012):Claudio Santana
nova seizmička MSK – 64 skala; kod nas je u upotrebi MSC skala (Merkali – Kankani – Zibergova skala) od 12 stepeni (skraćeno: Merkalijeva skala od 1 – 12o). - magnituda (M) je jedinica mjere količine oslobođene energije u hipocentru.271 Izražava se magnitudnom skalom Rihtera (od 1935. godine) koja ima devet stepeni (Rihterova skala). Rihterovu i MCS skalu treba dobro razlikovati i ne treba ih upoređivati. Trusne katastrofe. Tragovi posljedica zemljotresa mogu se naći kako u geološkoj, tako i u dalekoj prošlosti ljudskog roda. Oni odnose brojne ljudske živote i pričinjavaju ogromne materijalne štete. Za mnoge zemljotrese postoje brojni pisani podaci i sačuvana svjedočenja ljudi koji su uspjeli preživjeti razorne udare. Za područje Grčke postoje pisani podaci o 30 zemljotresa koji su se desili prije nove ere. Prema podacima, u novijoj eri je bilo desetine razornih potresa, a izdvajamo neke karakteristične: u Kini, u provinciji Šensi, 23. januara 1556. godine, sa epicentrom u gradu Sian poginulo je oko 830000 ljudi. Grad se nalazio u dolini rijeke Vejhe (pritoke Huajhea) usječenoj u rastresitim nanosima (pijesak, mulj i les). Po kazivanju preživjelih , Sian i druga naselja tonuli su u zemlju rastresenu od zemljotresa, a staništa iskopana u lesu srušila su se za nekoliko sekundi, pokopavši ljude u tim staništima. Zemljotres se dogodio u zoru, oko 5.00 sati, i većina porodica bila je u kućama, pa se tako objašnjava veliki broj žrtava; drugi razorni zemljotres vezan za Kinu dogodio se 28. jula 1976. godine sa epicentrom u industrijskom gradu Tanšan (magnituda 8.2), 160 kilometara jugoistočno od Pekinga. Razmjere rušenja i broj ljudskih žrtava bio je bez presedana u novijoj istoriji. Cio grad je sravnjen sa zemljom, neki njegovi dijelovi su se spustili, a pojavio se veliki broj ogromnih pukotina.Kina nije nikada objavila zvanične podatke o ovoj katastrofi, a po podacima hongkonške štampe poginulo je 655237 ljudi. u Lisabonu, 1755. godine, poslije prvog potresa, na obalu se sručio talas visok 26 m i odnio sa sobom oko 20000 ljudi; najstrašniji potres u Indiji, 1737. godine, u blizini današnje Kalkute je odnio oko 300000 života; U San Francisku, aprila 1906. godine, u razornom udaru koji je trajao 3.5 minuta uništeno je oko 28000 kuća; prvog dana septembra 1923. godine zadesio je Japan jedan od najsnažnijih zemljotresa, i to gradove Tokio i Jokahamu; potpuno je uništeno 576000 zgrada i poginulo je 247000 ljudi. Smrtonosni potresi novijeg doba : Nikaragva, 23. decembar 1972. god., oko 10000 mrtvih; Gvatemala, 4. februar 1976. god., oko 26000 mrtvih; Meksiko, 19. septembar 1985. god., od 5000 – 35000 mrtvih; Jermenija, 7. decembar 1988. godine, oko 25000 mrtvih; Pakistan i Avganistan, 1. februar 1991. godine, blizu 1500 mrtvih; 271
Mjesto ili žarište zemljotresa u Zemljinoj kori odakle potiču pokreti naziva se hipocentar (grč. hypo – ispod. lat. centrum – centar, središte) i obično je na dubini od 10 – 60 kilometara. Tačka koja se nalazi na površini Zemlje, neposredno iznad hipocentra (najkraća linija) naziva se epicentar (grč. epi – na, iznad).
Indija, 20. oktobar 1991. god., 768 mrtvih; 30. septembar 1993. god., 7601 mrtav; Japan, 17. januar 1995. god., 6424 mrtva; Avganistan, 4. februar 1988. godine, oko 4000 mrtvih; 30. maj 1998. godine, oko 5000 mrtvih; Iran, 21. jun 1990. god., preko 40000 mrtvih; 10. maj 1997. god., 1613 mrtvih; Turska, 17. avgust 1999. god., oko 20000 mrtvih; Salvador, 13. januar 2001. god., 500 – 1000 mrtvih; Indonezija, Malezija, Tajland, Šri Lanka,Indija, 26. decembar 2004. godine, preko 160000 mrtvih i nestalih; snažan podvodni zemljotres s epicentrom 300 kilometara zapadno od Sumatre, jačine 9.1 stepeni po Rihterovoj skali, praćen nizom nešto slabijih potresa izazvao je plimni talas (cunami) visine oko 12 metara koji je opustošio priobalna područja država i ostrvske arhipelage (Maldivi, Pi-Pi, Čaura i dr.) u području Indijskog okeana. U Američkoj upravi za geološka mjerenja kažu da je ovaj potres treći najsnažniji seizmički događaj od 1900. godine. Dogodio se na seizmički vrlo aktivnom području; potres i cunamiji na jugoistoku Azije nastali su zbog iznenadnog, energičnog klizanja duž 1200 km duge pukotine na dnu Indijskog okeana. Brazda između Indije i Burme (Mjanmar) – burmanske i indijske ploče – pomakla se za samo 15 metara i izazvala najjači potres u posljednjih 40 godina. Tabela 30. Lista najjačih zemljotresa od 1900. godine Država/oblast Čile Aljaska Indonezija/Sumatra Kamčatka, Rusija Čile Kolumbija i Ekvador Aljaska Indonezija/Sumatra Aljaska Indija/Asam
Godina 1960 1964 2004 1952 2010 1906 1965 2005 1957 1950
Rihterova skala 9.5 9.2 9.1 9.0 8.8 8.8 8.7 8.6 8.6 8.6
Broj žrtava 1655 125 oko 160000 bez žrtava 524 oko 1000 bez žrtava 1313 bez žrtava 1526
Za razliku od zemalja oko Indijskog okeana, 26 država Pacifika štiti Tsunami Warning System, sistem seizmičkoh i morskih detektora. Zbog velike brzine cunamija precizna detekcija je presudna. Senzori su usidreni (ankerisani) tegom od 325 kg na okeanskom dnu i prate pritisak vode. Ovi senzori (otkrivaju varijacije do jednog centimetra) šalju signal na površinu morske vode na plutajuću platformu (plutaču) koja ima GPS antenu i koja prosljeđuje signal na geostacionarni satelit (GOES). Zadatak ovog satelita je da predaje podatke osmatračkim stanicama na obali koje preduzimaju preventivne mjere. Zahvaljujući ovom sistemu zaštite i prvavovremenoj obavijesti, cunami visok 30 metara koji se 1993. godine razbio o obalu Japana odnio je samo 300 života. Na geografskom prostoru bivše SFRJ zemljotresi imaju dug period (redovnog) pojavljivanja. Pisani podaci o njima postoje od 360. godine. Po J. Mihailoviću (1947), na navedenom geografskom prostoru izdvojeno je šest glavnih trusnih oblasti: Savska, Dinarska, Alpska, Karpatsko - balkanska, Rodopska i Pindsko - šarska. Najveću učestalost potresa ima Dinarska oblast – 33%, zatim Savska – 24%, Rodopska – 19% itd. Od poznatijih trusnih katastrofa treba
navesti: Skoplje 1518.god i 1963. god., Dubrovnik, 6. april 1667. god.,, Valandovo 1931. god., a dva zemljotresa u dva dana (27. i 28. oktobra 1969. godine) prvi intenziteta 7oMCS a drugi 8,5o MCS potresli su grad Banjaluku. Katastrofalni zemljotresi vjerovatno su uzrok propasti brojnih civilizacija u ljudskoj istoriji, ocijenili su naučnici na sastanku Američke unije geofizičara u San Francisku (oktobar 2002. godine). Američka unija geofizičara je ustanovila sve veću vezu između nauke o Zemlji i arheologije, upoređivanjem seizmičkih i istorijskih dokumenata, da bi bacila novo svjetlo na neke od najvećih misterija iz prošlosti naše planete (od drevne Troje do civilizacije Maja). Kretanjem nestabilnih dijelova litosfere (22 džinovske ploče), u vidu subdukcije (podvlačenja, razmicanja i smicanja, dolazi do oslobađanja ogromne energije koja izaziva podrhtavanje tla, odnosno registrovanje oko 100000 potresa godišnje. U takvim podrhtavanjima, neprimjetnim ili razornim (seizmički talasi se prostiru brzinom od nekoliko stotina metara do osam i po kilometara u sekundi), ispusti se energija čija bi snaga, približno, odgovarala rasprskavanju 24 hiljade hirošimskih bombi ili obrtanju lopatica turbina u „Đerdapu 1“ u trajanju od 5480 godina bez zastoja. Teretni voz koji bi prevozio srazmjernu količinu klasičnog eksploziva trinitrotoluola izdužio bi se 816 hiljada kilometara, obmotao bi Zemlju oko ekvatora nešto više od 20 puta ili bi dosegao do Mjeseca i natrag. Mogućnosti predviđanja zemljotresa i predosjećanja životinja. Kompleksnim proučavanjem trusnih oblasti nastoji se doći do podataka koji bi predvidjeli obnavljanje zemljotresa, odnosno mogućnost zaštite od štetnih posljedica i ublažavanja tih posljedica. Dugoročna predviđanja zemljotresa baziraju se na izučavanju karaktera trusnih oblasti, učestalosti pojavljivanja, veličini njihovih magnituda i drugih karakteristika seizmičke aktivnosti. Učestalost i cikličnost pojavljivanja zemljotresa naučno je dokazana. Kratkoročna predviđanja zemljotresa zasnivaju se na upotrebi savremenih seizmičkih instrumenata koji registruju sve anomalije (nepravilnosti, neobičnosti) fizičke sredine, odnosno one anomalije koje su izražene i češće se javljaju sa približavanjem glavnih udara. Smatra se da prije pojave zemljotresa Zemljina kora "pucketa", slično drvetu prije nego što ga prelomimo. Veoma osjetljivi instrumenti, posebno u zemljama pogođenim trusnim katastrofama (Kina, Japan), u nekim slučajevima (nažalost, ne u svim) su dva - tri dana prije početka zemljotesa registrovali ovu pojavu. Bez obzira na velike napore i materijalna sredstva koja treba da omoguće predviđanje – prognozu javljanja zemljotresa, do sada su postignuti skromni rezultati. Danas se smatra da je najsigurnija odbrana od zemljotresa podizanje objekata otpornih na seizmičke potrese, i to one najjače koji se mogu javiti u određenoj oblasti. Bez obzira na mogućnost (tačnog) predviđanja potresa i dalje bismo trpjeli posljedice ukoliko se nismo adekvatno zaštitili od njegovih posljedica. Još su filozofi starog vijeka smatrali, a današnji naučnici se slažu sa činjenicom da životinje žive u jednoj drugoj dimenziji od ljudske. Stoga se neke pojave u životinjskom svijetu ne mogu objasniti djelovanjem pet poznatih čula. Nauka teško može danas da ospori da među životinjama ima takvih koje posjeduju neku intuiciju kojom „predosjećaju“ zemljotres, odronjavanje zemljišta, lavine, poplave i sl. Ovo saznanje o predosjećanju životinja datira još iz antičkih vremena. Helenski istoričar Diodor zabilježio je da su pet dana prije zemljotresa u Ahaji, na sjeverozapadu Peloponeza, 373. godine p.n.e., miševi i stonoge masovno napuštali svoje rupe. Slično govori i francuski prirodnjak iz XVIII vijeka Bifon, navodeći da su pacovi, gušteri i zmije bježali iz svojih jazbina,
predosjećajući zemljotres. Ovakva pojava zapažena je i u Skoplju 1963. godine, pa se priča da u gradu gotovo nije bilo ptica. U (nekada) sovjetskom gradu Taškentu 1966. godine, životinje su danima prije zemljotresa spavale na otvorenom prostoru. U Japanu su poznati slučajevi da zlatne ribice u domaćinstvima služe kao seizmograf, jer se vibracije lako prenose u vodi, i čim se ribice uznemire, ukućani žurno napuštaju domove. Slično je i sa rakovima, koji sa obala Hondurasa pođu prema unutrašnjosti samo 24 sata prije naleta uragana i ogromnih talasa. U provinciji Lianing 1975. godine, zmije su pohrlile na snijegom pokrivene ulice, pacovi su panično napuštali zgrade, a konji pokušavali da pobjegnu iz štala. Kada je Zemljina kora zadrhtala snagom od 7.3o Rihtera, zahvaljujući blagovremenoj evakuaciji, ljudskih žrtava nije bilo. Ni danas ne postoji odgovor na pitanje kako životinje predosjećaju zemljotres, kakav se to čudni “aparat“ krije u organizmu životinja. Novija istraživanja, sa izuzetno osjetljivim instrumentima, pokazuju da ogromni podzemni pritisak prije zemljotresa proizvodi električni napon u kvarcu (SiO2) i pozitivno nabijene čestice izbacuju se na topografsku površinu. Istovremeno eksperimenti sa životinjama, koji su polazili od prethodnih rezultata istraživanja, pokazali su da te čestice izazivaju nadražaj centralnog nervnog sistema, pa su stoga životinje pred zemljotres veoma uznemirene. Poplave. Pod poplavom podrazumijevamo značajno potapanje nekog područja uslijed podizanja nivoa vode (porasta vodostaja) u rijekama, jezeru ili moru.272 Vanredne ili katastrofalne poplave mogu nanijeti velike štete, privremene ali i često trajnog kaaktera. Kod poplava velike gubitke trpi stanovništvo i privreda, posebno poljoprivreda (plave se poljoprivredne kulture, odnosi se i smanjuje plodno zemljište). Nadalje, ugrožavaju se šumski, močvarni i barski ekosistemi, a time se (ponekad) trajno remeti lanac ishrane. Zagađena voda iz riječnih tokova se miješa sa podzemnim vodama, a moguć je i prodor fekalnih voda u akvifere (izdani), pri čemu najčešće dolazi do pojave epidemija (crijevne i zarazne bolesti). Poplave mogu da remete ili potpuno da prekinu saobraćaj na područjima zahvaćenim poplavama, mogu da prodru u industrijske pogone, stambene prostorije i sl. Vodene stihije su nepredvidljive po obimu i dužini trajanja, i stoga su, bez obzira na tehničke potencijale kojima raspolaže čovječanstvo, uzročnik brojnih problema po životnu sredinu. Značajni problemi javljaju se kod prodiranja plavnog talasa u zonu izvorišta vode jer su neminovna zagađenja izvorišta (kaptaže i slični objekti). Uzročnici zagađenja mogu biti plavljeni nužnici, septičke jame, đubrišta, deponije i sl. Prilikom poplava vrlo često je ugrožena ihtiofauna, jer se voda u rijekama zagađuje od spiranja vještačkog đubriva i pesticida sa okolnih poljoprivrednih zemljišta ili su zagađenja rezultat komunalnog i industrijskog otpada. Osim ihtiofaune, ugrožena je i ornitofauna i niz drugih životinjskih vrsta, koje u uslovima visokih voda moraju da napuštaju svoja staništa, a nije rijedak slučaj da nisu u stanju u njih da se vrate u dugom vremenskom periodu. Uništvanjem oranica i poljoprivrednih kultura, kao i ostale vegetacije na plavljenom prostoru i migracijom životinjskih vrsta narušava se lanac ishrane i realna je mogućnost trajnog narušavanja određenih ekosistema (u mnogim ekosistemima dolazi do promjene agregatnog stanja podloge biotopa (životnog prostora biocenoze), što remeti i odnose u biocenozi – životnoj zajednici). 272
Na rijekama poplave nastaju uslijed topljenja snijega ili lednika u riječnom slivu, padanja obilnih kiša, zaustavljanja ledenih santi u riječnom koritu (prirodne ledene brane – zatori i zažori) ili pod uticajem vjetrova koji akumuliraju morsku vodu na ušćima rijeka; u priobalnom području poplave se dešavaju zbog talasa koji nastaju prilikom zemljotresa ili vulkanskih erupcija (cunami).
Veličina štete od poplava zavisi od niza faktora: visine i brzine podizanja nivoa vode (to uglavnom zavisi od geometrijskog oblika sliva nekog vodotoka, padova u slivu, specifičnog oticaja, stanja vegetacije, stepena erozije, bujičavosti vodotoka i sl.), od površine geografskog prostora koji je zahvaćen poplavom, od blagovremene pripreme za odbranu od poplavnog talasa, od mreže i kvaliteta hidrotehničkih objekata koji su u funkciji zaštite od poplava, kao i od gustine naseljenosti i razvijenosti privrede koja je ugrožena (direktno ili indirektno) poplavama. Biotropski procesi. Biotropizam predstavlja uticaj meteoroloških i klimatskih elemenata na ljudski organizam. Prvi poznati podaci potiču od Hipokrata273, dok danas imamo bolja i potpunija objašnjenja, istina još uvijek ne sasvim jasna i precizna, koja se odnose na nastanak pojedinih oboljenja i stanja pod uticajem vremenski promjena. Nauka koja ovo izučava je meteoropatologija. Iznalaženjem veza između vrlo kompleksnih zbivanja, koji se odnose na uticaj prirodne (fizičke) sredine na ljudsko zdravlje, predmet je proučavanja niza naučnih disciplina. Jedna od njih je geomedicina. To je zajednički naziv za medicinsku geografiju i medicinsku geologiju. Medicinska geografija proučava rasprostranjenje ljudskih bolesti u svijetu i uzroke pojavljivanja određenih bolesti u nekim geografskim prostorima naše planete. Zasniva se na poznavanju zemljišta, klime i biljnog i životinjskog svijeta. Medicinska geologija se bavi proučavanjem uticaja geološke i pedološke podloge na ljudsko zdravlje. Obuhvata petrografske, mineraloške i geohemijske metode ispitivanja pojedinih dijelova ljudskog tijela (zubi, kosti, bubrežno kamenje) ili stranih materija u tijelu (prašina minerala, stijena i uglja274). Posebno je značajno proučavanje sadržaja bioesencijalnih i toksičnih (olovo, živa, kadmijum, arsen) elemenata u ljudskoj i životinjskoj ishrani, kao i moguće posljedice suvišnog ili neadekvatnog unošenja tih elemenata (npr. selena, magnezijuma). Proučavanjem fenomena čovjekove osjetljivosti na vremenske prilike i klimatske promjene ima svoje uporište u proučavanju atmosferskih procesa, elektromagnetizma, geomagnetizma i zračenja u atmosferi, kao i u klimoterapiji. Meteorotropnim organizmima nazivamo sve one organizme koji evidentno reaguju na promjenu vremena, a biotropne vremenske situacije su ona vremenska stanja koja izazivaju reakciju organizma na promjenu vremena. Utvrđivanje, odnosno određivanje korelacije između pojedinih reakcija organizma i određene vremenske situacije je izuzetno složen postupak. Temperatura i ljudsko zdravlje. Ljudsko tijelo je u stalnom suočavanju sa složenim djelovanjem termičkog, hidričkog, aktiničkog i aeričkog kompleksa atmosferske sredine, uključujući i dejstva elektrostatičkih i elektromagnetnih polja. U ljetnom periodu aktuelno je, pored djelovanja aktiničkog kompleksa koje uključuje Sunčevo zračenje (direktno ili reflektovano), sa posebnim značajem vidljivog i ultraljubičastog dijela spektra, djelovanje termičkog kompleksa i kompleksa vlažnosti. O ultraljubičastom zračenju danas se opravdano mnogo govori u vezi sa globalnim klimatskim promjenama, odnosno zagrijavanjem prizemnog sloja atmosfere i oštećenja ozonskog omotača. „Poznato je da temperatura vazduha utiče na dubinu i učestalost disanja, brzinu strujanja krvi kroz krvne sudove, snabdevanje ćelija kiseonikom, metabolizam ugljenih hidrata, masti i soli. S druge strane, koncentracija vodene pare u vazduhu utiče na odavanje toplote iz tela putem isparavanja“ (D. Đukanović, 2002). Sigurno je da su štetni efekti djelovanja visokih temperatura sredine na organizam u samom početku intenzivniji i da mogu da izazovu veća oštećenja. Pod dejstvom visoke 273
Hipokrat (oko 460 – 370 g.p.n.e.) smatrao je da "organizam ljudi se različito ponaša u pojedinim vremenskim periodima. Neki ljudu bolje podnose zimu, a drugi ljeto. Suho vrijeme je zdravije i manje opasno nego kišno". 274 Udišući prašinu u rudnicima rudari oboljevaju od teške bolesti silikoze.
temperature sredine kod osoba koje nisu adaptirane ili postoji određeni stepen osjetljivosti, mogu se dogoditi različite kliničke manifestacije što, uglavnom, zavisi od toga koliko su dugo te osobe bile izložene visokoj temperaturi, koliko je visoka temperatura sredine kao i od toga kakvo je njihovo prethodno zdravstveno stanje. Te kliničke manifestacije su definisane kao toplotna sinkopa (nesvjestica uslijed zastoja kucanja srca), toplotni grčevi, toplotna iscrpljenost i toplotni udar. Toplotna sinkopa najčešće nastaje ukoliko osoba stoji duže na jednom mjestu i pod direktnim je dejstvom Sunčevih zraka. U takvoj prilici osoba može naglo da se onesvijesti, da ima hladnu i vlažnu kožu ("oblio ga hladan znoj"), da joj se puls jedva može napipati i da ima pad pritiska. Toplotni grčevi poprečnoprugastih mišića trbušnog zida i ekstremiteta nastali kao posljedica izlaganja toploti su, prije svega, posljedica nedostatka soli. Grčevi mogu i čak da se vide. Pacijent je preznojen, hladne kože i žali se na jake bolove u mišićima i ima normalnu tjelesnu temperaturu. Toplotna iscrpljenost nastaje ukoliko se osoba dugo, neprekidno izlaže visokoj temperaturi sredine (satima ili čak danima). Tom prilikom gubi ili mnogo soli iz organizma, ili jako dehidrira ili se (najčešće)dogodi i jedno i drugo. Ovo stanje može da bude i opasno po život te zahtijeva bolničko liječenje. Toplotni udar podrazumijeva poremećaj termoregulacije i osoba najčešće gubi svijest, znači najčešće je u komi. Osim toga postoji izuzetno visoka tjelesna temperatura i prestanak znojenja, znači da osoba, koja je doživjela toplotni udar, ima suvu i toplu kožu. Toplotni udar se, uglavnom, događa ukoliko se osoba dugo izlaže vrućini ili teškom fizičkom radu u spoljnoj sredini na visokoj temperaturi. Onespokojavajući podaci o zagrijavanju atmosfere i pojačanoj UV radijaciji (radijacija ultraljubičastog dijela Sunčevog spektra) podstakli su aktivnost međunarodne zajednice u obavještavanju javnosti o mjerama zaštite. Posebno se skreće pažnja na zaštitu djece jer je to najrizičnija grupa kada je u pitanju UV zračenje. Doze zračenja koje prime u djetinjstvu mogu da pokažu posljedice mnogo godina kasnije. Glavne dokazane posljedice velikih doza UV radijacije su kancer i ubrzano starenje kože, katarakta i slabljenje imunog sistema. U Sjevernoj Americi, na primjer svaki peti građanin boluje od raka epiderma, a u Australiji svaki drugi. Kada je riječ o našem geografskom prostoru UV indeksi rastu od mjeseca aprila – 6, do avgusta, i kreću se do 8.5 na jugu, u blizini mora. Podsjetimo da indeksi 5 i 6, prema skali Svjetske zdravstvene organizacije , spadaju u kategoriju visokih, a 7 i 8 veoma visokih. Zbog toga je nephodno praćenje podataka vrijednosti UV indeksa (preko medija, interneta, brošura i sl.) i preuzimanje mjera zaštite. Mjere zaštite se moraju sprovoditi individualno, što zavisi i od individualne svijesti svakog pojedinca Ekstremne temperature i ljudski organizam. U toku vrlo kratkog vremena čovjek može da se nalazi u suvom vazduhu pri vrlo visokim temperaturama. Granična temperatura koju čovjek može da podnese iznosi 160oC. To su dokazali engleski fizičari Blagden i Čentri na ličnom eksperimentu. U literaturi je zabilježeno i o višoj graničnoj temperaturi (170oC, publikacija iz 1828. godine, pa čak i 180oC), ali je vjerodostojnost tih podataka sumnjiva. Temperaturu od 104oC čovjek može da izdrži 25 minuta, 93oC – 33 minuta, 82oC – 49 minuta, a 71oC čitav sat. Eksperiment je izvođen na zdravim ljudima – dobrovoljcima. U Jakutiji (Rusija) ljudi se satima nalaze na mrazu, pri temperaturi vazduha nižoj od 50oC, ali su pritom odjeveni na odgovarajući način. U uslovima centralnog dijela sibirskog anticiklona obično nema vjetra, pa je ljudima lakše podnijeti te niske temperature. Na
Antarktiku (Antarktidi) ljudi (istraživači) koji zimuju u kontinentalnim stanicama znatan dio vremena provode izvan prostorija, na niskim temperaturama sa snažnim vjetrovima. Zato je topla vjetrozaštitna odjeća tamo nedovoljna; ljudi su prinuđeni da navuku posebne maske ili prekriju lice kapuljačom krznene vjetrovke. Otkriveni dijelovi kože brzo promrznu. Ljudi naučnih stanica koriste specijalnu odjeću koja se zagrijava strujom . Minimalna temperatura, na kojoj su ljudi kratko bili na spoljnom antarktičkom vazduhu, iznosi -88oC. 7.1. ATMOSFERSKI KOMPLEKS - AEROZAGAĐENJE U naučnoj, stručnoj, nastavnoj i naučno - popularnoj literaturi prisutan je veliki broj definicija zagađenog vazduha. Prema N. Mastilo (2001) aerozagađenje je prisustvo u atmosferskom vazduhu, u mjerljivom stanju, čestica koje inače ne ulaze u njegov sastav. To su: čestice prašine, dima, kapljice kiselina, izduvni gasovi automobila, molekularni kompleks raznih eksperimenata i drugih aerozagađenja. Neke od ovih materija su štetne, a naročito velike koncentracije štetnih primjesa u atmosferi su iznad brojnih naselja i rejona. Pod zagađenim vazduhom smatra se onaj vazduh koji u sebi sadrži primjese u dovoljnim koncentracijama, većim od dozvoljenih normi, tako da bitno utiču na zdravlje ljudi, životinja i biljaka (Spahić, 1999). Aerozagađenje ili zagađenje vazduha podrazumijeva prisustvo gasova i drugih sadržaja u vazduhu koji mu nisu svojstveni po prirodnom sastavu (Vajagić, 1998). Sastojci atmosfere u tragovima u gasovitom, tečnom ili čvrstom agregatnom stanju mogu imati značajan uticaj na životnu sredinu. Neke od supstanci (toksične, radioaktivne) su opasne za živi svijet, dok tragovi materije različitog granulometrijskog sastava mogu da utiču na stvaranje oblačnosti, intenzitet padavina, ali i da utiču na promjenu klime nad nekim geografskim prostorom. Maksimalno dozvoljene koncentracije (MDK) su normativi i standardi koji se zakonski regulišu u svakoj državi, a odnose se na određene polutante koji participiraju u zagađenoj atmosferi, ali do (propisanih) granica koje nisu štetne za ljudsko zdravlje. Kada se danas govori o aerozagađenju (zagađenju atmosfere) obično se misli na one izvore emisije275 koje je inicirao čovjek, pri čemu se često zaboravlja da se atmosfera zagađivala i prije antropogene epohe. Prirodno (geogeno) zagađenje, u vidu vulkanskih aktivnosti, šumskih požara, eolske erozije i sl. i danas je i te kako aktuelno. Nivo koncentracije zagađujućih materija je rezultanta svih emisija na određenom području i naziva se imisija. Na nivo imisije, pored veličine emisije, značajno utiče advektivno premještanje vazdušnih masa (vjetrovi) i Sunčevo zračenje. „Osnovna karakteristika opšte cirkulacije vazduha u atmosferi je težnja ka uniformnom mešanju atmosferskih sastojaka. Na osnovu meteoroloških ispitivanja je zaključeno da je potrebno prosečno dva meseca da bi se neki sastojak transportovao u sve delove hemisfere, a da bi se rasprostirao u obe hemisfere potrebno je čak 1-2 godine. Ovaj dugi vremenski period je posledica slabijih vetrova u pravcu sever – jug i postojanje intertropikalne zone iznad ekvatora (karakterisane čestim oblacima i kišama".276
275
Emisija: ispuštanje supstanci u atmosferu. Tačka ili površina sa kojih se obavlja ispuštanje naziva se Ovaj termin (emisija) se koristi za opis kako samog ispuštanja tako i količine ispuštene materije. 276 Leona Vajagić, Komunalna higijena, cit.izd.,str. 173.
"izvor".
Možemo dakle zaključiti da se sastav čistog vazduha mijenja u zavisnosti od procesa i promjena koje se dešavaju u prirodi, kao i od posljedica (različitih) ljudskih djelatnosti. Izvori ovih zagađenja, različitog porijekla, prikazani su u Tabeli 31.
Tabela 31. Vrsta i izvori osnovnih zagađivača vazduha Red. broj 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Vrsta
Izvor
CO2 CO NO2 NO Sumporna jedinjenja
Vulkani, sagorijevanje fosilnih goriva, životinje SUS motori, vulkani, hemijske i srodne industrije Djelovanje bakterija u zemljištu, oksidacija NO Djelovanje bakterija u zemljištu, fotodisocijacija N2O i NO2 Bakterije, sagorijevanje fosilnih goriva, vulkani, morski talasi, hemijska industrija NH3 i ostala azotna Biološko raspadanje, procesi sagorijevanja, atmosferska jedinjenja električna pražnjenja, industrijski procesi O3 Reakcije u troposferi i transport iz stratosfere Ugljovodonici SUS motori, bakterije, biljke Čestice Vulkani, dejstvo vjetra, procesi sagorijevanja, industrijski procesi, meteori, morski talasi, šumski požari (Izvor: M. Matović, 1994)
7.1.1. Osobine zagađujućih materija Zagađujuće materije, koje se u vazduhu nalaze u vidu aerosola i lebdećih čestica, mogu se podijeliti na osnovne i specifične. Osnovni zagađivači vazduha (osnovne zagađujuće materije) su oni koji nastaju iz čitavog niza izvora zagađenja (čađ, sumporni oksidi, azotni oksidi, ugljen – monoksid, ugljen – dioksid i ugljovodonici). Specifične zagađujuće materije su one koje nastaju kao posljedica privrednih aktivnosti (antropogeni faktor), ali one, uglavnom, imaju lokalni karakter dejstva na životnu sredinu. Problem specifičnih zagađujućih materija je u tome da se velika koncentracija polutanata nalazi na relativno ograničenom perimetru i, uglavnom, u vazduhu iznad gradskih zona. To dovodi do njihove enormne distribucije u pojedinim vremenskim situacijama nad određenim geografskim prostorom. Problem je, međutim, da neki od polutanata, koji se nastaju lokalno, imaju uticaj na globalne promjene. Takav je slučaj sa ugljen – dioksidom. Tabela 32. Najveći svjetski proizvođači CO2 u 1995. godini Država SAD RUSIJA JAPAN NJEMAČKA KINA INDIJA INDONEZIJA BRAZIL
106 tona 106t/stanovnik 5111 19,4 1602 8,4 1107 8,8 858 10,6 2959 2,6 839 1,1 205 1,1 227 1,5 (Izvor: M. Spahić, 1999)
% 22,9 7,2 5,0 3,8 13,3 3,8 0,9 1,0
Čestice u vazduhu. Već smo istakli da se vazduh može zagađivati sastojcima različitog agregatnog stanja. Gasovi predstavljaju približno 90% mase od zagađivača, a 10% čine čvrste čestice.277 Zavisno od veličine, čestice u vazduhu svrstavaju se u dvije grupe (Đuković, 2001): taložne (sedimentne278) materije čiji je prečnik čestica veći od 10 µm; čestice u suspenziji – aerosoli (tvrde i žitke – koloidne čestice koje se nalaze u atmosferi u mjerljivom stanju) čiji je prečnik čestica manji od 10 µm. Brzina taloženja čestica iz vazduha zavisi od njihove veličine i specifične težine. Brzina taloženja čestica raste sa porastom prečnika i sa porastom specifične težine čestice.279 Prisustvo, odnosno nastajanje čestica u vazduhu, objašnjava se funkcionisanjem dvaju mehanizama: geogeni mehanizam – čestice prečnika ispod 1 µm uglavnom nastaju kondenzacijom; antropogeni mehanizam – čestice većeg prečnika (iznad 1 µm) nastaju kod izgaranja čvrstih i tečnih goriva. Koncentracije čestica u vazduhu urbanih (gradskih) sredina se kreću, uglavnom, u granicama od 60 – 220 µg/m3, zavisno od veličine gradskog naselja/grada i privredne (uglavnom industrijske) aktivnosti koja se odvija na tom prostoru. „U veoma zagađenim područjima ove koncentracije se kreću i do 2000 µg/m3, u neurbanim područjima koncentracije se kreću od 10 - 60 µg/m3“ (Đuković, 2001). Koncentracije čestica u sloju vazduha zavise od vrijednosti meteoroloških elemenata (njihovih dnevnih i godišnjih kretanja) i klimatskih faktora (posebno vezano za transformaciju vazdušnih masa kao rezultat ljudskih aktivnosti). Postoje velike razlike u horizontalnoj raspodjeli čvrstih čestica. Po podacima A. Landsberga, koje navodi P. A. Kracer280, u 1 cm3 vazduha velikih gradova (preko 100000 stanovnika) ima prosječno oko 150000 čestica aerosola – kondenzacionih jezgara, dok njihov maksimum dostiže čak i do četiri miliona. U manjim gradovima (20 – 50000 stanovnika) njihov broj je 5 – 10 puta manji. Danas na našoj planeti postoji više stotina gradova sa stanovništvom većim od 100000 stanovnika koji su ogroman izvor kondenzacionih jezgara. Mjerenjima je utvrđeno da najviše kondenzacionih jezgara ima u vazduhu američkih gradova.281 Atmosfera je iznad urbanih zona oko 150 puta više zagađenija u odnosu na atmosferu iznad Svjetskog okeana. „Koncentraciju čvrstih polutanata u vazduhu iznad gradova uslovljava i slaba provjetrenost tih zona. Njih (čvrstih polutanata) najviše ima pri slabom vjetru ili tišinama“ (Spahić, 1999). Koncentracija čvrstih polutanata sa visinom opada jer ih vazdušne struje transportuju van urbanih zona. Ako je prašina u pitanju, gradsko zelenilo i vodne akumulacije smanjuju koncentraciju čestica i utiču na njihovu distribuciju. Prisustvo čestica u vazduhu ima, u većoj ili manjoj mjeri, uticaj na stanje vremena iznad topografske površine. Jedan od uticaja je na intenzitet solarne radijacije282 koja dospijeva do topografske površine. U slučajevima kada je dominantno prisustvo određenih čestica (i gasova) Čestice u vazduhu mogu se definisati kao svaka čvrsta ili tečna dispergovana (raspršena) materija kod koje su individualni agregati veći od pojedinačnog molekula (0,0002 mikrometra u prečniku), ali i manji od 500 µm u prečniku. 278 Sedimentacija (lat. sedimentum - taloženje), proces obrazovanja svih vrsta naslaga u prirodnim uslovima, prelaženjem materijala koji se taloži iz stanja kretanja (ili iz rastvora) u nepokretno stanje (talog). 279 Annon., Report by CCMS/NATO Expert Panel on Air Quality Criteria for Particular Mater, Brussels, 1971. 280 Kratzer P.A. (1956): Das Stadklima, Braunschweig. 281 Prema nekim podacima u atmosferi iznad Njujorka stalno je prisutno oko 1680 tona čvrstih polutanata; međutim London ima 365 t/km2, Liverpul 690 t/km2, Prag 386 t/km2, Gornja Šlezija 500 t/km2 itd. 282 Intenzitet direktnog Sunčevog zračenja određuje se po količini toplote, izražene u kalorijama, koja se u jednom minutu apsorbuje na površini od 1 cm2 normalnoj na Sunčeve zrake. 277
u atmosferi dolazi do selektivne apsorpcije283 - apsorbovanje Sunčevih zraka određenih talasnih dužina od strane određenih čestica i gasova (O2, O3, CO2 i dr.). Značajna koncentracija čestica u atmosferi dovodi do velikog broja sudara Sunčevih zraka sa tim česticama pri čemu nastaje rasturanje (rasipanje) Sunčevih zraka ili difuzna refleksija.284 U vazduhu se najčeće nalaze čestice koje su stabilne, nehigroskopne i sa malom brzinom taloženja. Optički efekti ovih čestica su: stvaranje izmaglice, zamućenje atmosfere i smanjenje vidljivosti. Uticaj koncentracije čestica u vazduhu na insolaciju je veliki. Kao primjer može da posluži podatak da je prosječan godišnji gubitak vidljivosti u gradu Sankt Peterburgu, u odnosu na predjele van grada, oko 40%; u toku zime taj gubitak se kreće i do 70% (veće prisustvo polutanata u atmosferi), dok se u toku ljeta kreće oko 10%.285 Prašina. Čestice prisutne u vazduhu sastavljene su od velikog broja molekula ili atoma, a njihov hemijski sastav je raznovrstan. Već smo naglasili da čestice mogu da budu čvrste ili tečne, a vazduh sa veoma sitnim raspršenim česticama naziva se aerosol. Krupnije čestice u vazduhu obrazuju prašinu ili dim. Prašinu (aerosediment) čine čestice organskog i/ili neorganskog porijekla čija je veličina preko 10 µm. Zbog svoje težine i sile Zemljine teže čestice prašine talože se na topografsku površinu. Prašina nastaje usitnjavanjem površinskih dijelova zemljišta ili taloženjem zagađujućih supstanci. Procesi kojima se zagađujuće supstance uklanjaju iz atmosfere nazivaju se taloženje. U praksi se razlikuju dvije vrste taloženja (Ratajac et al., 1995): a) suho taloženje, i b) mokro taloženje. Suho taloženje obuhvata procese: spuštanje (prizemljenje) na topografsku površinu zagađujućih supstanci (čestica) iz atmosfere; upijanje gasnih supstanci koje vrše biljne i velike vodene površine (vodna ogledala) i sorpcija286 na površini zemljišta i površini predmeta i objekata na zemljištu. Mokro taloženje obuhvata procese: adsorpciju287 na česticama oko kojih se obrazuju kapljice u atmosferi ili ulaženje u kapljice; spiranje ispod oblaka (spiranje padavinama). Spiranje ispod oblaka, odnosno spiranje padavinama je vrlo efikasan način "taloženja" čestica iz atmosfere.288 283
Od lat. selectio – izbor, odabiranje + absorbere – gutati, progutati Od lat. diffendere – rasipati, raširiti, rasturiti + reflecto – saviti, okrenuti; refleksija – odbijanje svjetlosti. Veličina rasturanja Sunčevih svjetlosnih zraka određena je Relijevim (Rayleigh) zakonom, po kojem je refleksija obrnuto proporcionalna četvrtom stepenu talasne dužine zraka. 285 Đuković, J. (1990): Zaštita životne okoline, Svjetlost, Sarajevo. 286 Sorpcija je vezivanje molekula ili jona na površini čvrstog tjela (nezavisno od načina vezivanja) 287 Od lat. ad – k,ka,kod,uz + sorbere – srkati, gutati; usisavanje nekih materija (dim, para, tekućina, gas) koje vrše druge materije (najčešće tvrda, čvrsta tijela) ne čitavom masom materije koja usisava nego samo njenim površinskim slojem (za razliku od apsorpcije); pojednostavljeno adsorpcija je vezivanje molekula na površini čvrstog tijela fizičkim privlačnim silama, a apsorpcija je zadržavanje hemijske supstance u tečnosti na površini čvrstog tijela putem hemijske reakcije. 288 Procesima taloženja čisti se vazduh, odnosno atmosfera od zagađajućih supstanci. Međutim, većina zagađujućih čestica dospijeva u zemljište, u vodu, u biljne i životinjske organizme, što znači da je životna sredina i dalje zagađena. 284
Polutanti iz atmosfere koji padavinama dospijevaju na površinu naše planete opterećuju veoma ozbiljno pedosferni kompleks.Tako, na primjer, na 1km2 površine u Tokiju godišnje padne 34 tone prašine, u Njujorku 30 tona, Rurskom industrijskom basenu više od 200 tona, dok na industrijsku regiju Jorkšira, Lankšira, Zapadnog Midlenda i južnog Velsa padne oko 50 tona na km2. Kod koncentracije prašine u atmosferi i njenom transportu iz jednih geografskih prostora u druge ogroman značaj ima vjetar. Geomorfološki rad vjetra ispoljava se u podizanju i izduvavanju materijala – deflacija , otkidanju podloge – korazija , zatim u prenošenju materijala – transport, i na kraju u njegovom taloženju – akumulacija. Za erozivni rad vjetra primarni značaj ima raspadanje stijena, odnosno priprema materijala određenog kalibra. Prema R. Lazareviću (2000) taj proces je najintenzivniji u sušnim (aridnim) predjelima, koji se odlikuju velikim dnevnim kolebanjima temperature – preko 50oC, pri čemu je evidentno duže odsustvo padavina. Vjetar izduvava čestice prašine i pijeska i sa njima napada sve predmete i oblike koji mu se nađu na putu, pri čemu se taj materijal sve više sitni i pretvara u finu prašinu koju i slab vjetar može prenijeti na veliko rastojanje. Veoma fine čestice prašine, sa prečnikom od 0.05 – 0.002 mm, vjetar može prenijeti na rastojanja od više hiljada kilometara. U vlažnim (humidnim) predjelima taloženje čestica prašine nastaje i zbog toga što one postaju jezgra za kondenzaciju vodene pare, i tada čestice prašine padaju s kišom. Voda takvih kiša je mutna, pa se u oblastima Mediterana zove blatna kiša. Veliki terenski automobili (džipovi i sl.), koji su uz kamile često nezamjenljivo transportno sredstvo u pustinjskim oblastima, našli su se na udaru eksperata za životnu sredinu. Naime, dokazano je da ta vozila doprinose stvaranju velikih pustinjskih oluja, koje opet, na svoj način, dovode do destrukcije životne sredine: erozija zemljišta, klimatske promjene, uništavanje koralnih grebena, pogoršanje zdravlja kod ljudi, topljenje ledenog pokrivača i cvjetanje mora. Stvaranju pustinjskih oluja terenska vozila doprinose tako što uništavaju površinsku koru pijeska u pustinjama. Nestajanje tog osobenog zaštitnog sloja na pijesku dovelo je do značajnog porasta obima i intenziteta pješčanih oluja. Samo u Sahari pješčane oluje su se posljednjih pedesetak godina desetorostruko umnožile. Zemlje koje su najviše pogođene pješčanim olujama su Čad, Niger, dio Nigerije, Burkina Faso i Mauritanija. Efekti pustinjskih oluja u bliskoj budućnosti mogli bi biti još dramatičniji. Svake godine oluje iz pustinja odnose 2 - 3 milijarde tona pijeska koji dospijeva čak i do Grenlanda, odnosno Sjeverne Amerike. Prisustvo tog pijeska vidljivo je i nad našim geografskim prostorima (žute mrlje koje ostaju nakon kiša). Analizom nataložene prašine (aerosedimenata) može se dobiti stanje kvaliteta vazduha nad nekim geografskim prostorom, geografskom ili prirodnom sredinom. Prema Leoni Vajagić (1998) u sadržaju aerosedimenata se mogu određivati: ukupna količina padavina, ukupna količina taložnih materija, pH sadržaja – iz čega se posredno određuje podatak o pH vazduha, , sagorljivi i nesagorljivi dio sedimenta, rastvoreni i nerastvoreni dio sastojaka. Poznato je takođe da se ciljano može određivati određena grupa kationa (katjona) i aniona (anjona); sadržaj sulfata daje posredno podatak o prisustvu ili odsustvu sumpornih jedinjenja u vazduhu, dok amonijak, nitrati i nitriti ukazuju na prisustvo ili odsustvo azotnih jedinjenja. Sve veća pažnja se posvećuje utvrđivanju prisustva teških metala (olovo, kadmijum, cink, živa i dr.) u participaciji taložnih materija. Nisu zanemarljive analize koje utvrđuju prisustvo niza opasnih toksičnih materija, kao što su na primjer pesticidi, herbicidi, insekticidi i dr.
Monitoring aerozagađenja prašinom. Od 2005. godine zemlje Evropske Unije uvode sistem stalnog monitoringa suspendovanih čestica ili fine prašine koje sadrže mnogo otrovnih materija, a naročito teških metala. Ova fina prašina, koja negativno utiče na zdravlje ljudi, sadašnjim metodama ne može se registrovati. Da bi zaštitile vazduh od raznih zagađenja koja su posljedica industrijske proizvodnje, evropske zemlje su odavno formirale jedinstvenu mrežu za stalno praćenje ambijentalnog vazduha. Zašto su ove suspendovane čestice opasne? Ljudski organizam raspolaže prirodnim mehanizmom za odbranu od bilo koje vrste čestica čija se veličina kreće od 30 mikrona pa na više. Sve čestice koje su ispod 10 mikrona predstavljaju opasnost, jer prodiru u alveole pluća odakle im povratka nema. Ova takozvana fina prašina, koja se ne može registrovati običnim aparatima, posljedica je industrijskih procesa, ali i duvanskog dima. Dim. Dim je aerosol koji postaje pri nepotpunom sagorijevanju. Sastav i osobine dima se mijenjaju prema vrsti goriva i oksidacionim uslovima. Dim koji nastaje iz kućnih ložišta veoma se razlikuje od dima iz industrijskih postrojenja (termoelektrana, toplana, energana i sl.), odnosno od dima koji nastaje prirodnim procesima (vulkani, šumski požari). Dim od cigareta je većim dijelom suspenzija289 kapljica tečnosti, vodenih rastvora, ulja i katrana. Bituminozni 290 ugalj i teška ulja pri sagorijevanju s nedovoljno kiseonika daju najnečistiju i najkorozivniju vrstu dima. Poznato je da krupne čestice čađi adsorbuju vlagu i kisele gasove do 15% od njihove težine. „Složeni aerosol poznat kao dim, dobijen pri slabo oksidacionim291 uslovima, može sadržavati otrovne gasove, ugljen – monoksid i vodonik – sulfid a pri normalnom sagorijevanju sumpor – dioksid i trioksid, okside azota i ugljen – dioksid. Sem toga, on može sadržavati pare i kapljice nezasićenih ugljovodonika, aldehide292, perokside293, katran, organske kiseline, čađ, prašinu, živi pepeo i druge čvrste supstance“ (Lloyd, 1964). Aerosol koji nastaje reakcijom nekih od sastojaka dima s maglom ili vodenom parom naziva se smog294. To je veoma zagađen vazduh velikih gradova i industrijskih centara (rejona). Postoje dva tipa smoga: a) gusta magla s primjesom dima ili gasovitih otpadaka proizvodnje i b) koprena od nagrizajućih gasova i aerosola povišene koncentracije (bez magle). Skraćenica smog prvo je nastala u Engleskoj (1952. godine) kada su magla i dim u Londonu bili šest dana tako gusti (u odsustvu vjetra), da je za to vrijeme umrlo oko 4.000 osoba. Postoje i druge vrste dima, kao što je hemijski dim ili izduvni dimovi (gasovi), zatim dimovi koji se proizvode u vojne svrhe (dimna zavjesa). Međunarodni meteorološki standardi definišu gust dim kao dim koji "zamračuje predmete na udaljenosti do 30 m" (dim koji omogućuje vidljivost na udaljenosti do 30 metara, op.a.). Rijedak dim, prema istim standardima, je onaj dim koji omogućuje vidljivost i preko 30 metara.
289
Od lat. suspendere – objesiti, staviti nešto da lebdi Bitumeni (lat. bitumen – planinska smola), zajedničko ime za sve prirodne ugljovodonike gasovitog, tečnog ili čvrstog stanja (zemni gas, nafta, prirodni asfalt), zatim vještačke proizvode slične asfaltu, kao i ekstrakte iz treseta, mrkog uglja i dr. 291 Oksidacija – spajanje neke materije s kiseonikom; oksid – spoj neke materije s kiseonikom. 292 Aldehidi – vještački stvoren termin od alcohol dehydrogenatus – alkohol lišen vodonika; organski spojevi koji nastaju iz alkohola primivši kiseonik; većinom su isparljive bezbojne mirisne tekućine. 293 Oksid sa više kiseline nego drugi oksidi 294 Od engl. smoke – dim + fog - magla 290
Pepeo. Pepeo295 u suštini predstavlja ižareni ostatak sagorjevanja fosilnih goriva, najčešće drva, treseta i uglja. Pepeo je sačinjen od neorganskog ostatka koji se dobija pri sagorjevanju različitih vrsta goriva i on se razlikuje od prvobitnog mineralnog materijala. Visok sadržaj pepela znači, s jedne strane, manje goriva po kilogramu energetske sirovine a, s druge strane, veće troškove za izbacivanje pepela. Kada je ugalj u pitanju296, pepeo može biti vezani pepeo (u sastavu uglja), ili može postati od primjesa uglja. Termoelektrana snage 1000 MW za godinu dana ispusti u atmosferu 8.5 miliona tona SO2, 40000 tona sumpor – dioksida, 6.0 miliona tona prašine i 0.5 miliona tona pepela koji odleti u vazduh.297 Nova zakonska regulaiva, ali i samoinicijativna ulaganja termoelektrana u zaštitu životne sredine doprinose modernizaciji sistema otpepeljivanja i uvođenja nove tehnologije – miješanja pepela i vode jedan prema jedan, što će značajno spriječiti razvijavanje pepela sa deponija prilikom duvanja jakih vjetrova. Čađ. Pri sagorijevanju ogrjeva nastaje pepeo od neorganskih dijelova, dok sagorijevanjem organskih materija nastaje čađ. Posebno treba naglasiti sadržaj aromatičnih ugljovodonika u čađi: benz-a-piren, benz-a-antracen, piren, fluoranten, koji nastaju pri sagorijevanju masne faze fosilnih goriva. Neki od navedenih aromatičnih ugljovodonika spadaju u grupu dokazanih kancerogena za čovjeka, kao što je benzo-a-piren. Pored ugljovodonika dio čađi čine i smolaste materije. Dim od cigarete, prilikom pušenja, spada u značajnije emitere čađi, čitavog niza ugljovodonika i drugih kancerogenih materija. Benz – a - piren (benz [a] piren).298 Engleski hirurg Skot (P. Scott) prvi je zapazio, 1775. godine, da neki policiklični benzeonidni ugljovodonici izazivaju "rak" (Carcinome). Naime, on je konstatovao da takvo fiziološko dejstvo pokazuje čađ iz dimnjaka na mošnicama kod ljudi. To je bio povod velikom broju istraživača da izvrše identifikaciju karcinogenih benzenoidnih policikličnih ugljovodonika299 Frakcionisanjem ogromne količine katrana kamenog uglja (nekoliko tona), izdvojeno je (1933. godine) jedno čisto jedinjenje, koje, ako se u minimalnoj količini (0.0005 grama) unese pod kožu miša, izaziva tumor. To jedinjenje sada je poznato pod imenom benz-a-piren. Benz [a] piren je kristalna supstanca žute boje, topi se na 179oC, ključa na 470oC (pri normalnom vazdušnom pritisku od 760 mm Hg). Ovaj ugljovodonik je poznat kao rasprostranjen zagađivač životne sredine. Nastaje sagorjevanjem organskih materijala , a naročito sagorjevanjem benzina i ulja, spaljivanjem organskih otpadaka, zatim sagorjevanjem cigareta i cigara, a ima ga čak i u pečenom mesu. Prisutan je u vazduhu većih naselja, a naročito gradova u kojima je razvijen automobilski i kamionski saobraćaj. Poslije otkrića benz-a-pirena, otkrivena su kasnije i druga karcinogena jedinjenja, od kojih među najaktivnije spadaju holantren i dimetil-benz [a] antracen. Sumporna jedinjenja. Sumporna jedinjenja kao polutante, u atmosferu emituju dva glavna izvora: a) prirodni procesi koji dovode do emisije sumpornih jedinjenja i b) emisija sumpornih jedinjenja antropogenog porijekla. 295
Opširnije vidjeti: Lloyd A. Munro, cit. itd., str. 40-43. Napomena autora: mada antropogeni pepeo direktno dospijeva u atmosferu, načinom neadekvatnog odlaganja (uglavnom se ne vrši miješanje s vodom 1 : 1) omogućuje se njegovo još znatnije učešće u zagađivanju atmosfere. 296 Slobodna vlaga, pepeo i sumpor nisu poželjni ostaci goriva; potrošač ne želi da ih plaća po cijeni uglja. 297 Maja Perović: Da li Srbiji treba nuklearka? "Politika", 15. decembar 2004. godine. 298 Opširnije vidjeti: S.R. Arsenijević, Organska hemija, Naučna knjiga, Beograd,1997., str. 809 – 832. 299 Ugljenikovi atomi mogu se vezivati i u obliku zatvorenih nizova – prstenova. Jedinjenja koja sadrže zatvorene nizove zovu se prstenasta ili ciklična. Prema broju prstenova koji se nalaze u molekulu cikličnih jedinjenja, izvršena je njihova podjela na monociklična i policiklična; benzenoidni – aromatični (v. S.R. Arsenijević, Organska hemija, str. 631 – 809).
Iz prirodnog sistema atmosfera – biosfera - okeanski sistemi dolazi do emisije sljedećih sumpornih jedinjenja: sumpor - vodonik (H2S), COS, ugljen - disulfid (CS2), dimetil - sulfid (DMS), sumpor - dioksid (SO2), različiti sulfati300 i merkaptini (tioalkoholi – sumporvodonične tekućine s jako neugodnim mirisom, nastaju truljenjem bjelančevina u kojima ima sumpora).301 Prema Leoni Vajagić (1998) oko 44 miliona tona sumpora godišnje dospijeva u atmosferu iz okeana u vidu morske magle čije čestice sadrže metalne sulfate. Oko 90% tih sulfata se vraća u okean, a 10% strujanjem vazduha odlazi iznad kopna. Biološkim raspadanjem – anaerobnim (bez prisustva kiseonika) procesima u okeanima se stvara velika količina sumporvodonika (H2S) koji se u atmosferi brzo oksiduje do sumpor-dioksida (SO2). Vulkanskom aktivnošću sumpor u atmosferu ulazi u vidu sumpor-vodonika, sumpor – dioksida i sulfata. Eksperti smatraju da su mora i okeani glavni prirodni emiteri sumpor-vodonika. Drugo značajno sumporno jedinjenje koje emituju mora i okeani je dimetil - sulfid (DMS) koji nastaje raspadanjem ćelija algi (vrsta zelenih vodenih biljaka bez korijena i žila) pod uticajem bakterija. Globalna emisija DMS iz Svjetskog okeana je konstantna i ustaljena je na oko 38 Tg/god.302 (Andreae, 1992). Antropogena emisija sumpornih jedinjenja je u najvećem obimu preko sumpor – dioksida. Dosadašnja istraživanja pokazuju da 1/3 ukupnog sumpora u atmosferu dospijeva sagorijevanjem fosilnih goriva (uglja i nafte). Pored ovog oslobađanja sumpornih jedinjenja, velika količina tih jedinjenja dospijeva u atmosferu pri topljenju ruda metala koji sadrže sumpor. U industriji celuloze i hartije pri sulfidnoj303 obradi drveta oslobađa se značajna količina vodonik - sulfida. SO2 – sumpor-dioksid je gas bez boje, karakterističnog oštrog mirisa (anhidrid sumporne kiseline); udisan u maloj količini izaziva karakterističan neprijatan ukus u ustima. Sumpor – dioksid je otrovan. Pošto se sumpor-dioksid stvara sagorijevanjem danas najpoznatijih goriva – uglja i nafte, kao i njihovih derivata, zatim prženjem sulfidnih ruda pri dobijanju metala, evidentno je da se javlja u sve većoj koncentraciji u vazduhu iznad većih urbanih područja. Sumpor – dioksid je jedan od sastojaka koji sa maglom i vodenom parom dovodi do stvaranja smoga. Zapaženo je da se opšta smrtnost građana po gradovima u industrijski razvijenim zemljama znatno povećava sa povećanim sadržajem sumpor-dioksida u vazduhu. Na primjer, u SAD je konstatovano da je smrtnost bila za 2100 slučajeva veća od očekivane kada je nivo SO2 u vazduhu bio veći od 0.5 mg/m3, a kod nivoa ispod 0.3 mg/m3 smrtnost je bila za 1400 slučajeva manja. "Kisela kiša", koja sve više ugrožava biljni i životinjski svijet na našoj planeti, potiče najvećim dijelom od SO2 i NO2. U prisustvu Sunčeve svjetlosti SO2 reaguje sa O2,O3 i vodom u vazduhu i pri tome se gradi H2SO4, koja se javlja u kišnim kapima: 2SO2 + 2H2O + O2 = 2H2SO4 „Kisela kiša“ (mada je čest termin i kisele kiše), koja sve više ugrožava biljni i životinjski svijet (a time djelimično egzistenciju i zdravlje ljudske populacije) se definiše kao
300
Sulfati su soli sumporne kiseline; mogu biti kiseli sulfati (NaHSO4) i normalni sulfati (na primjer Na2SO4) Opširnije o sumpornim jedinjenjima vidjeti: Stanimir Arsenijević, Hemija – opšta i neorganska, cit.izd. 302 1012 grama na godinu; T – tera. 303 Spoj metala sa sumporom; veliki emiteri sumpor-dioksida su topionice sulfidnih ruda (bakar, cink, olovo i dr.). 301
atmosferski talog koji ima pH – vrijednost manju od 5.6. Kisela kiša izaziva koroziju mnogih predmeta od metala, razara razne stijene, a naročito krečnjačke stijene.304 Kisele kiše su neosporno rezultat industrijskog zagađenja, koje u vodi, iz koje nastaje kiša, nose male količine kiselih sastojaka kao što je sumporna kiselina (ali može da bude i azotna kiselina). Zagađena (kontaminirana) kišna voda može poremetiti (što je čest slučaj) hemijski ekvilibrijum rijeka i jezera, uništiti ihtiofaunu i druge vodene organizme, te nanijeti ozbiljne štete nizu ekosistema, ali i materijalnom nasljeđu ljudi. Pored same kisele kiše , u sve većim količinama se proizvode i kiseli materijali (kiseli depoziti) adsorpcijom SO2 i vode na površini suvih čestica različitog porijekla: prašine, metana i dr. Takvi materijali često dospijevaju u rijeke i jezera čime sve više povećavaju kiselost vode u njima, pa se time onemogućava život riba i drugih vodozemaca. Ovi kiseli materijali nanose velike štete drveću i svim kulturnim biljkama. Da li kisele kiše mogu biti korisne? Rezultati globalne studije o klimatskim promjenama pokazuju da reduciranjem emisije metana iz prirodnih vlažnih područja, sumpor iz kisele kiše može biti koristan u ublažavanju posljedica globalnog zagrijavanja. Rezultati nove studije (Svjetska meteorološka organizacija, 2003) pokazuju da sumpor iz kisele kiše može biti i koristan u ublažavanju posljedica globalnog zagrijavanja; može djelovati na mikrobe koji u vlažnim područjima proizvode metan. Naravno, još je rano govoriti o veličini korisnosti kiselih kiša u odnosu na štete koje do sada nanose. H2S – sumpor- vodonik (vodonik-sulfid) nalazi se u vulkanskim gasovima, ali ga ima i u nekim mineralnim vodama (na primjer: Ahen, Vrnjačka banja, Banja Koviljača, Ribarska banja i dr.). Sumpor - vodonik je bezbojan gas, karakterističnog neprijatnog mirisa na pokvarena jaja (neprijatan miris pokvarenih jaja dolazi, zapravo, od sumpor-vodonika); sumpor - vodonik je jako otrovan gas, opasan je kada ga ima i oko 0.1% u vazduhu jer razara hemoglobin (materija koja se nalazi u crvenim krvnim zrncima i služi za snabdijevanje svih dijelova tijela kiseonikom), sjedinjujući se sa gvožđem u FeS. Udisan u malim količinama, H2S izaziva glavobolju i povraćanje. Kao protivotrov treba udisati kiseonik. Sumpor - vodonik je otrovniji od SO, ali se lako otkriva i u najmanjoj koncentraciji po svom karakterističnom mirisu. Krv otrovane osobe sa sumpor-vodonikom dobija crnozelenu boju. Letalna (smrtonosna) doza sumpor-vodonika je 100 ppm, ali se, na sreću, njegova koncentracija od svega 0.22 ppm može osjetiti po mirisu. Ako se sumpor - vodonik zapali na vazduhu gori plavičastim plamenom. CS2 – ugljen-disulfid (ugljenik(IV) – sulfid) postaje prevođenjem pare sumpora preko usijanog uglja; to je bezbojna tečnost čije su pare jako zapaljive; ne rastvara se u vodi, ali se dobro rastvara u etru i alkoholu; njegova para je jako otrovna, a termički je jako nestabilan; ima veliku primjenu u procesu dobijanja viskoze (vještačke svile). COS – karbonilsulfid (hemijsko jedinjenje , pripada globalnom ciklusu sumpora) se pojavljuje u troposferi u koncentracijama od oko 500 pptv. Slabo je reaktivan, tako da je to jedino sumporno jedinjenje, pored sumpor - dioksida, iz vulkanskih erupcija, koje može doći u troposferu u značajnijim količinama. CO – ugljen-monoksid je jedan od najrasprostranjenijih polutanata u atmosferi. Nastaje kod nepotpunog sagorijevanja fosilnih goriva (nedovoljno snabdijevanje kiseonika) u energetskim postrojenjima, motornim vozilima, domaćinstvima i u različitim industrijskim procesima. 304
Mermerna statua (mada je mermer metamorfna stijena) postavljena 1702. godine u Vestfaliji (industrijski rejon Njemačke) predstavlja drastičan primjer razaranja koje je izazvala "kisela kiša" u vremenu od 1908 – 1969. godine (pH = 2,2 – 2,7). Opširnije vidjeti: Arsenijević, S., cit.izd., str. 412-413, 615.
Najveća količina prirodnog ugljen-monoksida proizvodi se od metana (oko 80%), zatim isparenjima okeana (oko 10%) i razvijanjem i raspadanjem hlorofila (oko 3%); čovjek ga proizvodi oko 7%. Ugljen - monoksid je bezbojan, vrlo otrovan gas (vezuje se sa hemoglobinom krvi), bez mirisa je i ukusa. Nešto je lakši od vazduha, ne podržava gorenje, ali zapaljen sagorijeva plavičastim plamenom i pri tome se pretvara u ugljen-dioksid. U vodi se vrlo slabo rastvara. Lako se jedini sa kiseonikom i pri tom gradi SO2, a sa hlorom se jedini pri dejstvu Sunčeve svjetlosti i pri tome gradi jedinjenje fozgen (poznati bojni otrov): CO + Cl2 = COCl2 Već smo istakli da je ugljen-monoksid neobično opasan otrov – njegovo prisustvo ne može lako da se otkrije. Ako se u vazduhu, koji se udiše, nalazi svega 0,3% CO, nastaje smrt poslije 15 minuta. U čistoj atmosferi njegov sadržaj (CO) iznosi manje od 1 ppm (0.087 ppm), a u zagađenoj 5 – 200 ppm. Ovaj gas, prema rezultatima mjerenja, ima najveću koncentraciju unutar urbanih (gradskih) zona do oko 20 m visine iznad topografske površine. „Količine ugljen-monoksida u urbanim područjima variraju u velikoj mjeri u zavisnosti od vremenskog perioda i lokacije. Pošto su glavni emiteri ugljen – monoksida motorna vozila to će i njegova koncentracija direktno zavisiti od kretanja motornih vozila, odnosno pojedinačni vremenski periodi u toku dana imaju različite koncentracije ugljen – monoksida, mada i meteorološki uslovi na to utiču. Najveće koncentracije se pojavljuju u jutarnjim i popodnevnim satima, kada je kretanje motornih vozila najintenzivnije. To je, uglavnom, zakonitost koja je prisutna u svim gradovima sa intenzivnim automobilskim saobraćajem“ (Đuković, 2001). Emisiji ugljen – monoksida porijeklom od saobraćaja najviše su izloženi saobraćajni policajci na raskrsnicama, ali i brojni pješaci uz saobraćajne tokove. U veće emitere ugljen – monoksida u životnoj sredini, pored motornih vozila, spada sagorijevanje čvrstih, tečnih i gasovitih goriva, kao i industrijski procesi: rafinerije nafte, visoke peći, fabrike papira, postrojenja za proizvodnju čađi i postrojenja za proizvodnju građevinskog materijala. Pored ovih, značajni izvori ugljen – monoksida su industrijski procesi proizvodnje formaldehida (CH2O) – hidrogenizacija ugljen-monoksida u prisustvu specifičnih katalizatora, proizvodnja amonijaka (NH3), metanola – metil alkohola (CH3OH), potom organska hemijska industrija i dr. Pitanje deponija čvrstog otpada je sve aktuelnije zbog pojave požara koji su značajan izvor ugljen - monoksida. Nisu zanemarljivi ni (ne)kontrolisani šumski požari, sagorjevanje otpadne vegetacije u poljoprivredi (strnjišta), sagorjevanje otpada kod proljećne pripreme poljoprivrednog zemljišta i drugi požari (kućni požari, ugljenokopi i sl.). Jedinjenja azota. U atmosferi postoji niz različitih azotnih jedinjenja: azot – monoksid (NO), azot - dioksid(NO2) i azot – suboksid (N2O). NO, azot – monoksid (azot (II) – oksid). Azot – monoksid se obično u laboratoriji dobija dejstvom azotne kiseline (30 – 35%) na metalni bakar. On je bezbojan gas i spada u grupu onih oksida koji s vodom ne reaguju. Pokazuje izrazitu težnju za sjedinjavanje s kiseonikom, zato se na vazduhu brzo pretvara u mrko obojeni NO2. Pri sijevanju munje nastaje na njenom putu nešto NO koji se odmah sjedinjuje s kiseonikom u NO2. Tako nastali azot – dioksid reaguje s vlagom u vazduhu i gradi smjesu
HNO2 i HNO3 koja dospijeva na topografsku površinu u kišnim kapima. Na taj način se jedan dio inaktivnog (neaktivnog/inertnog) azota pretvara u preko potrebna azotna jedinjenja. Međutim, ovim se istovremeno povećava kiselost kišnice koja štetno djeluje na vegetaciju u prirodi. Azot – monoksid se, zajedno sa ostalim gasovima, izbacuje iz automobilskih motora za vrijeme njihovog rada. Zbog visoke temperature tih gasova u vazduhu on se odmah oksiduje u azot – dioksid (NO2 gas), a taj gas je jedan od glavnih sastojaka smoga. NO2 , azot – dioksid (azot (IV) – oksid). Azot – dioksid (nitrogen - dioksid) postaje oksidacijom NO vazdušnim kiseonikom. On je otrovan gas, karakterističnog mirisa, crvenomrke boje, koju ima samo na višoj temperaturi; na temperaturi ispod 150oC njegova boja sve više iščezava. N2O, azot-suboksid (azot (I)-oksid). Azot – suboksid je na običnoj temperaturi bezbojan gas sladunjavog ukusa. Ovaj gas nastaje prirodno u zemljištu u količini koja je više puta veća od njegove antropogene emisije. Prirodno ga emituje Svjetsko more. Ukupna globalna emisija azot – suboksida se kreće oko 50 Tg/god. (T – tera). „Osnovni antropogeni emiteri azot – suboksida su energetska postrojenja koja spaljuju ugalj i druga goriva, izgaranje biomase, korišćenje azotnih vještačkih đubriva, odlaganje otpadnih materijala, proizvodnja adipinske kiseline305 , zagađene vode i drugo“ (Đuković, 2001). Ukupnu prirodnu i antropogenu emisiju azot – suboksida sadrži Tabela 33. Tabela 33. Prirodna i antropogena emisija N2O (Tg/god.) Red. broj 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.
305
Izvor
Srednja vrijednost
Antropogeni izvori Energetska postrojenja 0 Izgaranje biomase 1.6 Proizvodnja najlona 0.7 Azotna vještačka đubriva 1.0 Otpadni materijali 1.5 Životinje - poljoprivreda 0.5 Otpadne vode 0.8 Automobili 0.8 Globalno povećanje temperature 0.3 Povremeno korišćenje zemljišta 0.7 Nastanak u atomosferi nepoznato Spaljivanje otpadaka nepoznato Ukupno (2 - 13) 8.0 Prirodni izvori Zemljište 12.0 Mora i okeani 3.0 Ukupno (16 + 17) 15.0 UKUPNO (14 + 18) 23.0 (Izvor: Khalil, M.A.K., No D13, 14, 651, 1992)
Područje emisije 0 – 0.2 0.2 – 3.0 Nepoznato 0.4 – 3.0 0.3 – 3.0 0.3 – 1.0 0.8 – 2.0 0.1 – 2.0 0 – 1.0 nepoznato nepoznato nepoznato 5.0 – 10.0
Adipinska kiselina, HOOC(CH2)COOH je bijeli kristalni prah kiselog ukusa i rijetko se javlja u prirodi. Koristi se u proizvodnji najlona, plastike, uretana, adheziva i aditiva u industriji hrane. Prema "New Jersey Department of Health and Senior Services" može izazvati iritaciju očiju i kože, kao i oštećenja ako se udiše. Prema istom izvoru nije testiran uticaj ove supstance na pojavu kancera i na reproduktivnost kod životinja.
Prema raspoloživim podacima iz literature, koncentracije fluorida u nenaseljenim oblastima su ispod 0.5 ng/m3 .306 U naseljenim predjelima koncentracije se kreću od 3 ng/m3 do 2µg/m3 u SAD i Kanadi. Volatinska organska jedinjenja (VOJ).307 Sa stanovišta aerozagađenja pod pojmom volantilnih organskih jedinjenja podrazumijevaju se ona organska jedinjenja koja se mogu pojaviti u gasovitoj fazi u vazduhu urbanih i neurbanih sredina. To su jedinjenja koja u svom molekulu imaju do 12C (ugljenikovih) atoma. Jedinjenja sa molekulima koje sadrže više od 12C atoma ne mogu se očekivati u gasovitoj fazi u atmosferi. Takva jedinjenja se mogu očekivati u vidu čestica. Dva su glavna izvora volantilnih organskih jedinjenja u atmosferi: prirodni izvori i izvori antropogenog porijekla. Velika količina ugljovodonika (jedinjenja ugljenika s vodonikom) nastaje kao posljedica različitih bioloških procesa u prirodi, u geotermalnim područjima, područjima ugljenokopa, naftonosnim poljima, kod eksploatacije prirodnog gasa i dr. Organska jedinjenja terpenskog308 i izoprenskog309 tipa, kao proizvod vegetacije, dolaze u atmosferu u količinama od oko 4.4 · 108 t/god.310 Metan (CH4) se nalazi u mnogim gasovima koji izbijaju iz unutrašnjosti Zemljine kore (prirodni gasovi). Ovi gasovi obično izbijaju u blizini izvora nafte. Metan nastaje truljenjem, bakterijskim raspadom celuloze, anaerobnom razgradnjom, po barama (dnu bara), pa se još naziva i barski gas, a ima ga u rudnicima uglja, u kojima predstavlja stalnu i veliku opasnost. Ako se u vazduhu nalazi minimalno 6% metana, onda paljenjem ove smjese može doći do strahovite eksplozije, koja je praćena velikim katastrofama u ugljenokopima. Metan je gas bez boje i mirisa, u vodi se neznatno rastvara. Značajna je primjena metana za dobijanje vodonika za industrijske svrhe.311 Kada je riječ o metanu , njegova godišnja globalna emisija je oko 500 miliona tona, od čega na antropogenu emisiju otpada oko 72% (oko 360 miliona tona godišnje). Značajno povećanje koncentracije metana u atmosferi je počelo prije stotinu godina. Atmosferske koncentracije metana u 1991. godini su bile 1.72 ppmv, što je dvostruko više od koncentracije iz perioda predindustrijskog razvoja (0,8 ppmv).312 Kao antropogeni emiteri VOJ pojavljuju se motorna vozila (oko 50%, benzinski motori su veći emiteri volatinskih organskih jedinjenja od dizel motora), industrijski procesi (do 15%)313, isparavanje rastvarača (do 10%) i drugi izvori. Metali. Metali314 su zajedničko ime za hemijske elemente koji posjeduju provodljivost električne struje i toplote, poseban sjaj, mogućnst obrade livenjem ili kovanjem. Rijetko se u prirodi nalaze u elementarnom stanju; uglavnom se dobijaju iz ruda. Metali imaju izuzetan značaj za razvoj ljudske civilizacije i njen opstanak je nezamisliv bez upotrebe metala. Međutim, kod određenih procesa, neki metali se pojavljuju u atmosferi kao njeni ozbiljni zagađivači. 306
Nano – n; 10-9 dio nečega; ng – nanogram, 10-9 dio grama. Opširnije vidjeti: Đuković, J., cit. izd., str. 33 – 36. 308 Nezasićeni ugljovodonici u eteričnim uljima (obično su ugodnog mirisa) 309 Tečni nezasićeni ugljovodonik 310 Đuković (1990), cit. izd., str 34. 311 Opširnije vidjeti: Arsenijević S.R., Organska hemija, str. 137 – 138. 312 Marchetti, C., Experts Seminar, Paris, 1989.,.Vol. 1, str. 161 – 192. 313 Farmaceutska industrija, industrija gume i plastike, industrija boje i lakova, procesi odmašćivanja metala, procesi hemijskog čišćenja odjeće i dr. 314 Lat. metallum od grčkog metallon - metal 307
U atmosferi se pojavljuju različiti metali, njihovi joni, neorganska i organska jedinjenja i čestice. Metale mogu da emituju pojedini prirodni procesi: vulkanizam, isparavanje vode Svjetskog mora, ascendentna vazdušna strujanja koja transportuju čestice metala sa topografske površine, šumski i ostali požari i dr. Pojava određene i značajne količine metala u atmosferi rezultat je ljudskih aktivnosti: procesi sagorijevanja fosilnih goriva u energetskim postrojenjima, pirometalurški, hidrometalurški i elektrometalurški procesi dobijanja metala, procesi prerade metala (ugroženost vazduha u radnim sredinama i radnim prostorijama), motorna vozila i dr. Bez obzira što se, zbog različitih procesa, u atmosferi mogu očekivati svi, do sada, poznati metali (ili njihova jedinjenja), najznačajnije je (i po životnu sredinu najopasnije) prisustvo olova, kadmijuma, gvožđa, bakra, kobalta, nikla, žive i dr. Olovo (Pb, plumbum) se u prirodi nalazi uglavnom u obliku svojih jedinjenja. Olovo je na svježem presjeku sjajno s plavičastosivom nijansom; toliko je mekan metal da ga možemo sjeći. Spada u teške metale i nije dobar provodnik električne energije. Olovo i njegova jedinjenja su otrovni. Količina olova u atmosferi se neprestano povećava. Tako, na primjer, godišnjom analizom leda sa Grenlanda utvrđeno je da vrijednost olova od 0.0005 mg/kg u 800. g.p.n.e. se povisila na 0.21 mg/kg u 1965. godini. Najveća količina olova potiče iz izduvnih gasova automobila315. Olovni alkili316, koji se dodaju benzinu, kod procesa sagorijevanja u izduvnim gasovima izlaze u vidu čestica, pâra i jedinjenja olova. Zavisno od oblika u kome dospijeva u atmosferu, olovo ostaje u vazduhu određeno vrijeme. Kadmijum (Cd, cadmium) se obično nalazi zajedno sa cinkom u obliku svog sulfida - CdS, i karbonata - CaCO3. Kadmijum je otkrio 1817. godine u cink - oksidu Štromejer (F. Stromeyer, 1776 – 1835), a nezavisno od njega, isto u cink - oksidu, Rolof (H. Roloff) i Karsten (C. Karsten). Kadmijum je dobio ime po rudi cinka cadmia, u kojoj se i on nalazi. Kadmijum je bijel, sjajan metal i dosta je mek. Spada u najotrovnije metale (izaziva oštećenja bubrega a štetno djeluje i na kosti). Kadmijum zamjenjuje cink u organizmu, pa se time spriječava razlaganje masti uslijed čega dolazi do povećanja krvnog pritiska i srčanih oboljenja. Prisustvo kadmijuma u vazduhu potiče od dima iz dimnjaka, zatim od sagorijevanja „olovnog benzina“ i sagorijevanja plastikâ. Dim cigarete takođe sadrži kadmijum.317 Kadmijum u atmosferu emituju i termoenergetska postrojenja koja koriste ugalj, ali i određeni industrijski procesi. Gvožđe (Fe, ferrum) spada u najzastupljenije metale zemljine kore. Gvožđe ima neobično važnu biološku funkciju, jer ulazi u sastav hemoglobina, služi za vezivanje kiseonika i njegovo raznošenje u krvi. U organizmu odraslog čovjeka ima oko 5 grama gvožđa, od čega 75% ulazi u sastav hemoglobina. Osnovni antropogeni emiteri gvožđa su procesi proizvodnje i njegove prerade, termoenergetska postrojenja na ugalj i dr. Bakar (Cu, cuprum318) se u prirodi nalazi u maloj količini kao slobodan, a znatno više u obliku jedinjenja. Pri prženju blister bakra (engl. riječ blister – plik) u plamenim pećima (plamena 315
J. and E. Moore, Environmental Chemistry (str. 238), New York, 1976. Alkil – jednovalentni radikal dobijen od zasićenih ugljenih hidrata; radikal – stalna grupa atoma u molekuli koja bez promjene prelazi iz jednog hemijskog spoja u drugi. 317 Kada pušač popuši kutiju cigareta (20 komada) on u svoj organizam unese najmanje 1,5 mikrograma kadmijuma. 318 Latinski naziv cuprum, smatra se, potiče od imena ostrva Kipra (Cyprus) koje je bilo dosta bogato ovim metalom. Do sada najstariji pronađeni dijelovi od bakra su perle, koje su nađene u Iraku, a datiraju iz početka devete hiljade godina prije nove ere. Prerada bakarne rude otpočela je nešto poslije pete hiljade prije nove ere (M. Weeks – H. Leicester, Discovery of the Elements, 7 th Edition, p. 18, 1968). 316
rafinacija), u struji vazduha preostali sumpor se potpuno udaljava u obliku sumpor – dioksida, a arsen isparava u obliku arsen (III) – oksida (arsen – trioksid,As4O6). Arsen (III) – oksid je vrlo otrovno jedinjenje (0.2 grama može da dejstvuje kao smrtonosna doza). Bakarna jedinjenja su za niže organizme jako otrovna, čak i u najmanjim količinama, a na čoveka dejstvuju štetno samo veće količine, ali s obzirom da izaziva povraćanje ne predstavlja neku naročitu opasnost. Čovek može dnevno da unese u organizam oko 100 miligrama bakra u obliku bakar (II) – sulfata (CuSO4)319 bez neke primetne opasnosti. Bakrovi jonovi dejstvuju kao jako baktericidno sredstvo. Voda koja u kubnom metru sadrži nekoliko grama bakar (II) – sulfata gotovo je potpuno sterilna (Arsenijević, 1994). 7.1.2. Efekti zagađenja vazduha Atmosfera iznad urbanih (gusto naseljenih) i industrijskih zona odavno je izgubila naziv vazduh bez primjesa (suhi vazduh). Brojni su antropogeni zagađivači koji u tim zonama opterećuju atmosferu: termoelektrane, toplane, energane, individualna ložišta, fabrike za spaljivanje smeća/čvrstog otpada, objekti crne i obojene metalurgije, fabrički kapaciteti, spaljivanje biomase, krčenje vegetacionih površina i spaljivanje strnjike na poljoprivrednim povšinama, drumski, željeznički, avionski i vodeni saobraćaj i dr. Penetracija zagađivača u vazduh i njihovo zadržavanje ima niz neposrednih i posrednih implikacija, odnosno uticaja na stanje životne sredine. Direktno ili indirektno, obim i sadržaj polutanata u vazduhu utiče na (pogoršano) zdravlje ljudi i ostalih živih bića u biosfernom perimetru, a nije beznačajan uticaj polutanata na brojna materijalna dobra. Sinhronizovanim prisustvom i akumulacijom više zagađivača u vazduhu njihovo se djelovanje usložnjava – mogu nastati nova jedinjenja kao rezultat fizičkohemijskih, termodinamičkih i fotohemijskih procesa u atmosferi. Istraživanja pokazuju da su (dugoročno) najveće posljedice na biljke: u početku one te minerale (sulfate, nitrite, nitrate, amonijak) koriste za svoj rast i razvoj, ali kada se zemljište zasiti, posebno oko korijena, dolazi do oštećenja i propadanja biljke, pri čemu se onda posljedice prenose na životinje i ljude. Lokalni efekti zagađenja vazduha. Lokalni efekti zagađenja vazduha se danas ispoljavaju iznad gradova, u vidu promjene mikroklime određenog (kon)urbanog područja. Nesporno je da su gradovi najznačajnije i najveće ljudske tvorevine, specifična izmijenjena prirodna sredina, sredina koju čine mnogobrojne građevine i velike površine pod asfaltom, antropgeni objekti koji su uzurpirali i izmijenili dio pedosfere, atmosfere i hidrosfere. Prisustvo industrije različitog sadržaja, u većem ili manjem obimu, zagušenost motornim vozilima i konstantno povećanje broja ljudske populacije su dovoljan razlog da se klima gradova razlikuje od njihove okoline. Već smo istakli da je niz gradova u kojima je vazduh zamućen i opterećen česticama čađi, dima i raznih drugih sastojaka koji su posljedica dominirajuće industrije i saobraćaja, kao i sve veće koncentracije stanovništva. Zbog zamućenost vazduha u gradovima je smanjeno trajanje Sunčevog sjaja, ali zbog betonskih i asfaltnih površina ljeti i zagrijavanja gradova u zimskom periodu, prosječna godišnja temperatura u gradovima je veća naglo u okolini. Za gradove se obično kaže da su termička ostrva (ostrva toplote).
319
Bakar (II) – sulfat se upotrebljava u poljoprivredi u borbi protiv raznih štetočina, a naročito bakterija i gljiva. Za ovu se svrhu pravi tzv. "bordoska čorba" koja se najviše upotrebljava za prskanje vinove loze.
Klima gradova je specifična. Vazduh iznad gradova je suvlji, više je padavina, insolacija je kraća u odnosu na okolinu, temperature vazduha su (u prosjeku) veće a magle su češće. Veće količine padavina su zbog velikog broja različitih čestica koje služe kao kondenzaciona jezgra. Gradovi, kod kojih se, prilikom planiranja lokacije i širenja gradske aglomeracije, vodilo računa o zaštiti životne sredine imaju dosta zelenila, široke bulevare, zaobilaznice oko gradske zone, prostrane trgove sa fontanama, a samim tim i povoljniju klimu. Proučavanju klime gradova u kontekstu opterećenja vazduha emisijom antropogenih zagađivača treba posvetiti značajnu pažnju. Za to su potrebna velika finansijska sredstva i solidna kadrovska baza, a to većina gradova naše planete ne posjeduje. Globalni efekti zagađenja vazduha. Globalni efekti zagađenja vazduha povezuju se sa promjenama klime na našoj planeti. Posljednjih četvrt vijeka eksperti različitih naučnih oblasti ukazuju na poremećaj toplotnog ekvilibrijuma u atmosferi. S obzirom da je za ozbiljne analize promjene klime na globalnom nivou potrebno analizirati niz parametara, od astronomskih do instrumentalnih podataka pojedinih klimatskih elemenata, smatramo da je još rano svrstavati se u pesimiste, kada je klima naše planete u pitanju. Uostalom, u Tabeli 34 prezentirana su predviđanja Ministarske konferencije o klimatskim promjenama pod pokroviteljstvom Ujedinjenih nacija (Bon, 2001). Tabela 34. Predviđanja povećanja temperature na planeti tokom narednih 100 godina Godina 2000 2020 2040 2060 2080 2100
Temperatura u oC Najgori scenario Najbolji scenario 0.165 0.11 0.88 0.22 1.76 0.44 3.19 0.77 4.51 1.10 5.80 1.40
Teorije klimatskih promjena svode se na terestričke (zemaljske) i astronomske. Astronomske teorije se oslanjaju na pojavu velikih i dugotrajnih klimatskih promjena kakve su glacijali i interglacijali. Za sada jedinu priznatu teoriju o promjeni klime na našoj planeti dao je Milutin Milanković.320 Njegova teorija se zasniva na zakonima mehanike i fizike uz savršeno korišćenje matematike. Milutin Milanković je izračunao količinu Sunčevog zračenja koja pada na jedinicu površine tokom godišnjih doba na svakoj geografskoj širini za posljednjih 600000 godina. To je poznata Milankovićeva kriva osunčavanja na osnovu koje se procjenjuje broj i vrijeme pojave ledenih doba. Minimum ljetnjeg osunčavanja na krivi odgovara širenju lednika a maksimum njihovom povlačenju. Da bi se pratile klimatske promjene, 1990. godine je osnovan Međuvladin panel321 za klimatske promjene (IPCC), savjet naučnika koji treba da prate znake kolebanja klime i da upozoravaju one koji donose odluke. Panel je predložio više scenarija o rastu temperature (v. Tabelu 34). Očigledno je da bi porast temperature od 5.8oC do kraja ovog vijeka mogao ugroziti stotine miliona ljudi širom planete. 320 321
Opširnije vidjeti: Milovan Pecelj, Klimatske promjene i efekat staklene bašte, str. 10 – 16. Panel, često znači okrugli sto; panel - diskusija: organizovana javna diskusija uz učešće publike.
Izvještaji Svjetske meteorološke organizacije (WMO) govore da je 2004. godina bila među četiri najtoplije od kada su počela instrumentalna praćenja meteoroloških elemenata. Od nje su bile samo toplije 2003, 2002. i 1998, za koju se smatra da je bila najtoplija u posljednjih hiljadu godina. Prema A. Petroviću322 danas su se iskristalisale dvije osnovne grupe klimatskih scenarija: jedna koja očekuje zahlađenje i novo ledeno doba i druga koja smatra da će ovo međuledeno doba potrajati neočekivano dugo – još oko 15000 godina Po dinamici Milankovićeve krive osunčavanja, koja se ne osvrće na ljudski uticaj na klimu, može se smatrati da je ovo međuledeno doba na izmaku, jer topla razdoblja traju desetak hiljada godina, a ovo u kojem živimo započelo je prije 12000 godina. S druge strane, eksperti Evropske agencije za životnu sredinu tvrde da se naša planeta suviše zagrijava i da se moraju preduzeti mjere da se ne bi spaljivanjem fosilnih goriva pregrijala. Po njihovoj računici, prosječna globalna temperatura je u prošlom vijeku porasla od 0.2 do 0.7oC, a za ovaj (XXI vijek) dali su projekciju dva scenarija (Tabela 34). Zbog antropogenih uticaja i emisije gasova u atmosferski kompleks suočeni smo sa činjenicom da se pojedini kontinenti323 sve brže zagrijavaju. Prema scenariju Evropske agencije za životnu sredinu hladne zime će nestati do 2080. godine, te su lednici u osam od devet glečerskih oblasti324 najmanji u posljednjih 5000 godina; 3/4 lednika na švajcarskim Alpima otopiće se do 2050. godine, a toplotni udari i poplave postaće češći. Negativni efekat staklene bašte (efekat pregrijavanja sistema Zemljina površina – atmosfera). Promjene klime uslovljava promjena komponenata geofizičkog sistema kao što su: promjena hemijskog sastava atmosfere, promjena površine Svjetskog mora, odnosa kopna i mora i intenziteta Sunčevog zračenja. Moramo biti svjesni da na klimatske promjene je izuzetno snažan uticaj terestričkih i antropogenih uzroka: vulkanska aktivnost, promjene rasporeda kopna i mora, režim morskih struja i promjena koncentracije ugljen-dioksida i aerosola. Danas je poseban akcenat na promjeni koncentracije gasova koji mijenjaju hemijski sastav vazduha i dovode do negativnog efekta staklene bašte. Zašto termin negativni? Efekat staklene bašte kada normalno funkcioniše, održava toplotni bilans naše planete – spriječava pretjerano zagrijavanje, ali i pretjerano hlađenje naše planete. Sunce, kao izvor toplotne energije za sistem površina Zemlje – atmosfera emituje većinu svoje energije u području ulraljubičastog (od 0.20 do 0.40 µm), vidljivog (0.40 do 0.75 µm) i bliskog infracrvenog spektra (0.75 do 24 µm). Maksimalna solarna radijacija Sunca, kada je Zemlja u pitanju, je u vidljivom dijelu spektra ( od 0.4 do 0.75 µm).325 S druge strane, tijela niže temperature, kao što je sistem Zemljina površina – atmosfera imaju maksimalnu radijaciju kod talasnih dužina od 11 µm (infracrveni, toplotni dugotalasni dio spektra). Ova razlika u talasnim dužinama Sunčeve i Zemljine radijacije (Sunčeva insolacija i izračivanje Zemlje) je od presudnog uticaja na bilans toplotne energije sistema Zemljina površina – atmosfera. Da bi se postigao ekvilibrijum toplotne energije koju pomenuti sistem prima od Sunca, sistem mora dio energije da reemituje u vasionu. Satelitska ispitivanja326 pokazuju vrlo blisku ravnotežu između količine energije koju sistem Zemljina površina – atmosfera apsorbuje i 322
Prof. dr Aleksandar Petrović, Ledeno doba u bašti, "Politika", 10. januar 2005. godine, str. 9. Evropa se zagrijava brže od ostalih kontinenata prema rezultatima mjerenja temperature od 1861. godine 324 Opširnije vidjeti: R. Lazarević, Geomorfologija, cit. izd., str. 371 – 401. 325 Opširnije vidjeti: M. Milosavljević, Meteorologija, Beograd, 1982, str. 18 – 25., Annon., State of the Environment, Washington, DC, 1987., J. Đuković, cit. izd., str. 234 – 254. 326 Shinke, K.P., The greenhause Effect, Ozone Depletion: Health and Environmental Consequences,eds, R.R. Jones and T.Wigley, 1989, John Wiley, Sons. Ltd., Chichester U.K., str.71 – 83. 323
količine energije koju ovaj sistem reemituje u vasionu. Na taj način se obezbjeđuje određeno ravnotežno stanje i prosječna temperatura sistema Zemljina površina – atmosfera od oko 15oC. Proračun bilansa emisije energije pokazuje da bi, ukoliko Zemlja ne bi imala atmosferu, površina Zemlje imala prosječnu temperaturu od oko -20oC, čime bi život na njoj bio onemogućen (Dukić,1999; Shinke, 1989). Osnovu teorije „staklene bašte“ čini stepen prijema i otpuštanja Sunčeve energije sa površine Zemlje. Prosječna količina energije koju Sunce emituje na Zemlju je 342W/m2. Međutim, dio ove energije ne dolazi do Zemlje. Računa se da 30% reflektuju u visini oblaci, čestice i gasovi prisutni u atmosferi, a refleksiju vrši i površina naše planete. Procenat reflektovane energije (albedo) varira od 10% kod čiste atmosfere bez oblaka do 80% kada su prisutni oblaci kumulusi .327 Računa se da Zemlja i njena atmosfera prosječno apsorbuju 70% Sunčeve radijacije, odnosno 239W/m2. Prema R. Bejliju328 ukupna količina solarne energije koja godišnje dospijeva do površine Zemlje iznosi 2 1021 kJ. Nastanak toplotne energije u unutrašnjosti Zemlje i njena emisija preko litosfere iznosi 8 1017 kJ. Nastanak toplotne energije aktivnostima ljudi iznosi oko 4 1017 kJ. Ovi podaci pokazuju da svi procesi, osim solarne radijacije, učestvuju u ukupnom bilansu energije na Zemlji sa svega 0.1%. Zemljina površina i atmosfera emituju nazad u vasionu termalnu radijaciju talasnih dužina u infracrvenom području. Ukoliko se zanemari uloga atmosfere u emitovanju radijacije, ali ne i njena uloga u apsorpciji Sunčeve radijacije, očekivalo bi se da će Zemlja, kao crno tijelo temperature površine od +15oC, emitovati 390W/m2 termalne energije. Pošto je ova emisija površine Zemlje veća od energije od 239W/m2 koju apsorbuje od Sunca, Zemlja bi se postepeno hladila do -18oC, odnosno do temperature na kojoj crno tijelo emituje 239W/m2. Nije potrebno ni naglašavati da bi kod temperature od -18oC topografska površina naše planete bila pod ledenim pokrivačem. „Međutim, gasovi prisutni u atmosferi apsorbuju i ponovo reemituju, prema Zemljinoj površini , većinu termalne radijacije koja se emituje sa površine Zemlje. Samim tim Zemljin atmosferski omotač manje emituje energije u vasionu nego što bi emitovala površina Zemlje ukoliko ne bi imala svoj atmosferski omotač. Razlog tome je prosječna temperatura (tsr) atmosfere, koja je niža od tsr Zemljine površine i koja opada sa visinom. Kada temperatura atmosfere padne do -18oS tada atmosfera emituje u vasionu energiju od 239W/m2, istu količinu energije koju dobija od Sunca. Samim tim, razlika između energije koju emituje Zemljina površina i energije koju emituje atmosfera (390 – 239 = 151W/m2) se apsorbuje u atmosferi dovodeći do efekta „staklene bašte“, s obzirom da atmosferski omotač igra istu ulogu za Zemlju kao i staklo kod staklenika“.329 Efekat staklene bašte. Atmosfera u velikoj mjeri zadržava i apsorbuje toplotne zrake koje naša planeta izračuje (otpušta), ali istovremeno mnogo više propušta zrake vidljivog dijela spektra (od 0.40 do 0.75 µm). Na taj način u procesu razmjene toplote atmosfera djeluje kao staklena bašta (staklenik, plastenik), to jest propušta Sunčeve zrake unutra i zadržava tamne toplotne zrake da ne izlaze vani. Kod staklenika, staklo je propustljivo za duge talase slabije nego li za kratke, pa se izvjestan dio dugih talasa ponovo vraća ka podu, donjoj bazi staklenika, gdje su najčešće 327
Opširnije vidjeti: M.Milosavljević, cit. izd., str. 33-35., D. Dukić, Klimatologija, str.41-42; Hamerle, R.n., Shiller, J.V., Scwartz, M.J, Global Warming, Ford Motor Company, June 1989. 328 Bailey,R.A., et al., Chemistry of the Environment, Academic Press, New York, 1978. 329 J.Đuković, cit. izd., str 240., M. Milosavljević, cit.izd., str. 35 – 41., D. Dukić, Klimatologija, str. 34 – 51.
različite biljne kulture kojima je potrebna određena količina toplote za vegetacioni razvoj. Ovakva osobina stakla čini da vazduh unutar staklenika ima višu temperaturu od spoljašnjeg vazduha. Poznato je da se u atmosferi pored osnovnih gasova nalaze i različite primjese, posebno vodena para. Njihovi molekuli, slično staklenom svodu kod staklenika, dozvoljavaju da veća količina vodene pare (oblačnost) zadržava veći dio tamnog dugotalasnog zračenja i vraća ga prema površini naše planete. Ta osobina vazdušnog omotača slična je po djelovanju sa staklenim svodom staklenika i naziva se efekat staklene bašte. Najznačajniji prirodni gasovi sa naznačenim efektom su: vodena para, ugljen - dioksid, metan,, azot – oksid i ozon. Ako bi oni bili eliminisani iz atmosferskog kompleksa temperatura topografske površine bila bi niža i za 33oC od sadašnje ( sa +15C0 na -18C0). Efekat staklene bašte ima presudnu ulogu za životnu sredinu, pošto u sistemu Zemljina površina – atmosfera održava prosječnu globalnu temperaturu od +15oC umjesto temperature od -18oC koja bi, bez atmosferskog omotača, egzistirala. Ukoliko je učešće gasova sa naznačenim efektom "staklene bašte" u granicama prosječnog sastava suhog vazduha opravdano zaključujemo da je efekat staklene bašte pozitivna pojava za životnu sredinu na našoj planeti. Međutim, ukoliko prirodnim ili antropogenim procesima dođe do pojačane koncentracije ovih gasova u gornjem (graničnom) sloju troposfere, tada se javlja negativni efekat staklene bašte (efekat pregrijavanja naše planete). Naime, kada u atmosferi dolazi do povećanja sadržaja pojedinih gasova, kao posljedica antropogene emisije, kao što su CO2, CH4, CO, CFC, O3, tada dolazi do veće apsorpcije reemitovane toplotne energije sa Zemlje i do njenog zadržavanja u troposferi, a time i do porasta temperature sistema Zemljina površina – atmosfera.330 Proračuni pokazuju da bi povećanjem sadržaja CO2 u atmosferi na 600 ppm došlo do povećanja apsorpcije reemitovane termalne energije sa Zemlje za 4W/m2. Koliko bi to bilo povećanje temperature sistema Zemljina površina – atmosfera nije sa sigurnošću utvrđeno. Faktor povećanja temperature ( broj W/m2 za 1oC), u zavisnosti od istraživača, kreće se od 3.6 – 0.9 W/m2 za 1oC. Osnovni razlog nedovoljno preciznog definisanja ovog faktora je nedovoljno poznavanje uticaja na ovaj efek(a)t polarnog leda, okeanskih i morskih sistema i formiranja oblaka. S obzirom da je toplotni kapacitet Svjetskog mora veoma značajan, posebno ukoliko je dobro mješanje vode po vertikali, to je i njegov uticaj veoma značajan na bilans toplotne energije sistema Zemljina površina – atmosfera.331 Efekat povećanja temperature sistema Zemljina površina – atmosfera (efekat pregrijavanja sistema Zemljina površina – atmosfera), koji je posljedica povećane antropogene emisije navedenih gasova i koji je veći od uobičajene prirodne fluktuacije (porasta i opadanja), poznat je kao fenomen "staklene bašte", ili kao efekat pregrijavanja atmosfere ("greenhouse" efect). Ukoliko se u atmosferi emituju gasovi koji apsorbuju infracrvenu radijaciju u području 8.0 i 13.0 µm ("atmosferski optički prozor") oni blokiraju radijaciju iz toplije niže troposfere i imaju veći toplotni efekat nego gasovi koji apsorbuju radijaciju talasne dužine od 15 µm. Većina gasova koji se antropogeno emituju imaju najveću apsorpciju u području "atmosferskog optičkog prozora".332 J. Đuković, cit. izd., str. 240. IPCC, 2001, 2004., M.R. Pecelj., Klimatske promjene i efekat staklene bašte, str. 44-58., B. Tatić et al., cit izd.,str. 25-52. 332 Shinke, K.P., cit. izd., str. 71-83. 330 331
Tabela 35. Emisija različitih gasova u atmosferu, njihov sadržaj, trendovi promjena koncentracije i postojanost u atmosferi Koncentracije u Trendovi promjena Postojanost u atmosferi koncentracije, atmosferi Gas Uobičajeno ime (sredina 1980% godišnje godina tih) ppmv (~ približno) CO2 Ugljen-dioksid 345 0,4 500 CH4 Metan 1.7 ~1 ~ 7-10 CO Ugljen-monoksid 0.12 ~1-2 ~ 0.4 N 2O Azot-suboksid 0.31 ~ 0,3 ~ 150 NOX (NO+NO2) Oksidi azota 1-20 ·10-5 nepoznato ≤ 0.02 CFCl3 CFC-11 2.0 · 10-5 ~5 ~ 75 CF2Cl2 CFC-12 3.2 ·10-4 ~5 ~ 110 C2Cl3F3 CFC-13 3.2 ·10-5 ~ 10 ~ 90 CH3CCl3 Metil-hloroform 1.2 ·10-4 ~5 ~ 6-9 CF2ClBr Halon 1211 1 · 10-6 ~ 10-30 ~ 12-15 CF3Br Halon 1301 1 ·10-6 nepoznato ~ 110 SO2 Sumpor-dioksid 1-20 · 10-5 nepoznato ~ 0,02 COS Karbonil sulfid 5 · 10-4 <3 ~ 2-2.5 (Izvor: Wuebbles, D.J., Connell, O.S., Penner, J.E., APCA Journal 39 (No 1), 22, 1989)
Povećanje temperature sistema Zemljina površina – atmosfera može da ima slijedeće posljedice (Openheimer, 1989): klimatske promjene, kao posljedica povećane temperature sistema površina Zemlje – atmosfera; promjene se mogu očekivati sve dok raste emisija aktivnih (GHG) gasova u atmosferu, promjena klime na Zemlji nije jedini stres koji će se desiti u životnoj sredini, jer promjena klime će dovesti do većeg zagađenja voda, uništenja šumskih kompleksa, pojačane erozije zemljišta, intenzivnijih bioloških procesa u pedosferi, hidrosferi i atmosferi, globalna promjena ekosistêma koja će dovesti do nestanka pojedinih vrsta biljaka i životinja, uz preferiranje (davanje prednosti) drugih vrsta, promjene u hemijskim procesima u atmosferi čije brzine reakcije zavise od temperature, povećanje isparenja vode sa topografske površine i površine Svjetskog mora uz povećano prisustvo vodene pare u atmosferi; to će dovesti do većeg sadržaja hidroksilnih grupa u atmosferi, a time i do intenzivnijih fotohemijskih procesa u troposferi, Veće isparenje vode u atmosferi ima dva efekta suprotna povećanju temperature: a) povećanje oblačnosti koja reflektuje u vasionu Sunčevo zračenje (oko 80%), b) povećani sadržaj hidroksilnih333 grupa u atmosferi će dovesti do veće eliminacije molekula metana i ugljen-monoksida iz atmosfere.
333
Grč. hỳdōr – voda + oxỳs – kiseo; negativno jednovalentni radikal spoja – ON-, osnovnio dio hidroksida koji uslovljava njegovu bazičnost
Globalno povećanje temperature sistema Zemljina površina – atmosfera će se najvjerovatnije, u najvećem obimu odraziti na polovima naše planete, što će neminovno dovesti do otapanja leda i povišenja evstatičkog nivoa Svjetskog mora. Gasovi negativnog efekta staklene bašte (GHG gasovi). Najvažniji gasovi koji determinišu intenzitet negativnog efekta "staklene bašte" su već pomenuti: ugljen-dioksid (CO2), metan (CH4), azotni oksid (N2O), ozon (O3), vodena para i freoni (CFC). Ugljen – dioksid. U periodu od proteklih 400000 godina, sve do početka XIX vijeka, koncentracija CO2 nije prevazilazila vrijednost od 290 ppmv (dijelova na milion zapreminskih dijelova vazduha). Od tada, zbog sagorjevanja fosilnih goriva i krčenja šuma (koje su apsorbovale CO2) u cijelom svijetu, dolazi do ubrzanog rasta atmosferske koncentracije CO2 koje sada iznose oko 354 ppm.334 Ukoliko se ne zaustavi koncentracija ugljen - dioksida u atmosferi, njegova vrijednost bi mogla u osmoj deceniji ovog vijeka iznositi oko 600 ppm, što bi ugrozilo postojeći geografski omotač. Tabela 36. Izbacivanje ugljen-dioksida 1998 ( u tonama, po stanovniku) Država Tona po stanovniku Promjene od 1990 (u%) SAD 20.1 + 3.7 Singapur 19.9 + 54.7 Australija 16.9 + 9.4 Kanada 15.6 + 3.9 Njemačka 10.5 - 14.3 Rusija 9.6 Japan 8.9 + 5.2 Evropska unija 8.47 - 2.1 * nije potpisnik Protokola iz Kjota (Izvor. Grinpis)
Napomena *
Tabela 37. Procenti u ukupnim količinama izbačenog CO2 u 1990. godini (procenti na kojima je zasnovan Protokol iz Kjota) Država/kontinent SAD Evropa Rusija Japan 20 drugih zemalja
% 36 24 17 9 14 (Izvor: Grinpis)
U periodu 1980 – 1990. godine udio ugljen – dioksida u efektu staklene bašte je iznosio oko 55%. U 1995. godini emisija CO2 u SAD pokazuje da su komunalni izvori sa 35% bili najveći producenti, a potom dolaze saobraćaj sa 31% i industrija sa 21%.335 Metan. Metan je prisutan, u apsolutnom iznosu, u daleko manjoj količini u atmosferi – 1.721 ppm, u poređenju 358 ppm za ugljen – dioksid.336 Međutim, on je kao agens efikasniji u 334
IPCC – Međuvladin panel za klimatske promjene, 2001. Opširnije vidjeti: Milovan R. Pecelj, Klimatske promjene i efekat staklene bašte, cit. izd., str. 44 – 52. 336 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change, godina osnivanja 1988, u Torontu ), 1994. 335
apsorbovanju infracrvene radijacije. Jedan molekul metana zarobljava 25 puta više Sunčeve toplote337 od molekula CO2. Najveći dio ovog gasa ulazi u atmosferu iz vlažnih staništa širom svijeta, oslobađa se prilikom eksploatacije nafte i nepotpunim sagorijevanjem biomase u prirodi. Postojeći stočni fond na našoj planeti doprinosi proizvodnji metana. Ovaj gas proizvode i metanogene bakterije, stanovnici želuca preživara (Archaebacteria). Prema nekim procjenama, preko milijardu goveda godišnje varenjem proizvedu skoro 100 miliona tona metana. U periodu 1980 – 1990. godine udio metana u efektu "staklene bašte" je 15%, a koncentracija mu raste godišnje za oko 2.0%. Hlorofluorougljenici (hlorofluorokarboni ili halkarboni) su sintetičke hemikalije koje imaju široku primjenu u hemijskoj i drugim granama industrije (izrada polistirena i aerosola u sprejevima), a imaju dvostruku ulogu u globalnim klimatskim promjenama: doprinose efektu pregrijavanja atmosfere i razarači su ozona ( ozonosfere). Osnovna odlika ovih spojeva (CFC) je visoka postojanost i slaba reaktivnost, zbog čega se dugo zadržavaju u atmosferi, čak i do 110 godina (v. Tabelu 35.). Freoni (hlorfluorovodonici, CFCl2, CFCl3) pripadaju takođe ovoj grupi sintetičkih hemikalija. Dobijeni su sintezom u trećoj deceniji prošlog vijeka, a poznati su po tome što imaju 10000 puta veću apsorpcionu snagu od ugljen - dioksida. Koriste se (ili su se koristili) u proizvodnji rashladnih uređaja i aerosola, rastvarača, plastičnih sunđera i pjena. Pokazalo se da je njihova koncentracija u atmosferi porasla skoro 100% za posljednjih dvadeset godina (vrijednost koncentracije hlorofluorougljenika i hlorofluorovodonika data je u Tabeli 35.), odnosno u posljednjoj dekadi XX vijeka taj rast je iznosio 5 - 10% godišnje (IPCC338, 2001). Takav tempo rasta nema ni jedan od gasova koji generišu pregrijavanje atmosfere. Eksperti se slažu da je najopasnije dejstvo freona na ozonski omotač. S obzirom da je nizom sporazuma rast freona stavljen pod kontrolu, teško je predvidjeti njegovo dalje učešće u zagrijavanju atmosfere, kao i buduću ulogu u globalnom otopljavanju (porastu srednje godišnje temperature vazduha u troposferi). Ozon. Ozon djeluje na efekat pregrijavanja sistema Zemljina površina – atmosfera samo u prizemnim slojevima troposfere. Već smo istakli da je sadržaj ozona različit u različitim sferama Zemljinog vazdušnog omotača. Prirodna distribucija ozona je takva da se najveći dio ozona nalazi u sloju atmosfere od 15 – 37 km iznad Zemljine površine339 (oko 90% ukupnog ozona u atmosferi). Ovaj sloj poznat i kao ozonski omotač (ozonosfera) ima veliki značaj za živa bića na našoj planeti. On štiti našu planetu i živa bića na njoj od prevelikog uticaja ultraljubičastih zraka (UV zraci; UV zračenje)340, kosmičkih zraka i drugih vrsta zračenja. UV zraci imaju jako baktericidno dejstvo, ali su biološki i štetni: izazivaju eritem (crvenilo) kože, neke krvne bolesti, razlažu bjelančevine u ćelijama i tako ih uništavaju. Ultraljubičasti zraci izazivaju u nekim slučajevima karcinom kože, zamućenje očnog vida i smanjuju odbrambenu sposobnost ljudskog organizma. Stratosferski ozon transformiše solarnu radijaciju u toplotnu energiju i mehaničku energiju atmosferskih vjetrova. Molekuli ozona apsorbuju, pored ultraljubičastog i vidljivog 337
Po drugim izvorima (IPCC, 1995) molekul metana ima 21 puta veći efekat od molekula CO2 Delegacije iz 100 zemalja članica Međuvladinog panela za klimatske promjene, Radne grupe 2 (IPCC, RG 2) na Šestom zasjedanju u Ženevi od 13 do 16. februara 2001. godine verifikovale su ovaj podatak. 339 Neki autori smatraju da ozon maksimalnu koncentraciju dostiže na visini od oko 25 km iznad površine naše planete (donji dio sloja stratosfere) i taj omotač nazivaju ozonski omotač (B.Tatić et al., cit. rad., str. 54. D. Dukić, Meteorologija, cit. izd., str. 6. kaže da ozona ima najviše na visinama od 22 – 25 km, odakle se smanjuje prema Zemljinoj površini (do 10 km) visine, a smanjuje se i prema većim visinama (do 55 km visine). 340 UV zraci – ultravioletni zraci; violetan (franc. violet od lat. viola – ljubičica) – ljubičast. 338
zračenja i infracrveno (toplotno) zračenje, što dovodi do zagrijavanja atmosfere, posebno u zoni gornjih slojeva troposfere. Time, prisutni ozon bitno utiče na bilans energije na Zemlji i na temperaturu sistema Zemljina površina – atmosfera. Apsorbujući ultraljubičasto zračenje, ozonski sloj se pretvara u džinovski radijator koji doprinosi efektu pregrijavanja atmosfere, jer ozonosfera spriječava odlazak toplote nastale izračivanjem Zemljine površine u vasionski (međuplanetarni) prostor. „Promjene termičkog režima pod kontrolom ozona narušavaju sezonski ciklus vegetacije i kolebanje nivoa mora“ (Pecelj, 2000). Proračuni govore da bi gubitak samo polovine sadašnje mase ozona doveo do ozbiljnog hlađenja atmosfere. Sredinom osme decenije proteklog vijeka primijećeno je da dolazi do oštećenja ozonskog omotača341 u atmosferi iznad polarnih područja – Antarktika i Arktika. Nakon toga izvršena su intenzivna naučna, stručna i instrumentalna ispitivanja koja su, na žalost, potvrdila da je ozonski omotač u atmosferi navedenih područja ozbiljno oštećen. Prema F.Rowlandu (1980) smanjenje sadržaja ozona je progresivno veće u 1980-im godinama nego dvadesetak godina ranije. Ozonski sloj najviše uništavaju jedinjenja fluorohlorougljenika (CFC), a njihov udio u destrukciji ozona je preko 60%. Fluorohlorokarbon nošen uzlaznom (ascendentnom) strujom vazduha dospijeva u stratosferu, odnosno ozonosferu. U ovom sloju, pod uticajem zraka iz ultraljubičastog dijela Sunčevog spektra, iz CFC se oslobađa hlor342. Oslobođeni hlor iz freona (CFCl3 i CFCl2) fotohemijskom343 reakcijom, reaguje sa ozonom i pri tom gradi slobodni radikal ClO: CFCl3 + foton344 → CFCl2 + Cl CF2Cl2 + foton → CF2Cl + Cl Cl + O3 → ClO + O2 Zatim ClO reaguje sa slobodnim atomima kiseonika koji su prisutni u atmosferi: ClO + O → Cl + O2 Ukupna reakcija svih navedenih procesa je: Cl + O3 + O + ClO → ClO + O2 + Cl + O2 Kada se u navedenoj ukupnoj jednačini ovih procesa precrtaju isti proizvodi na jednoj i drugoj strani jednačine (Cl, ClO), onda se kao krajnji rezultat dobija jednačina: O3 + O = 2O2 Oslobođena količina hlora raspadanjem freona, kako je zapaženo, ne mijenja se tokom procesa a to znači da se ovdje hlor ponaša kao katalizator (materija koja mijenja brzinu hemijske reakcije samim svojim prisustvom, a sama se po količini ne mijenja kod reakcije). Jedan hlorov atom, kako je utvrđeno, može da katalizuje oko milion ozonovih molekula u sekundi.345 Novija istraživanja pokazuju da u ozonosferi, jedan atom hlora može da razgradi Oštećenje ozonskog omotača sve češće se naziva "ozonska rupa"; ovaj termin (sintagma) ne smije se shvatiti bukvalno – kao veći ili manji prostor u ozonosferi u kojem uopšte nema ozona (zbog pokretljivosti molekula gasova to i nije moguće); u tom prostoru smanjena je koncentracija ozona kao gasa, pa ako se uzme koncentracija ozona u sloju koji nije doživio oštećenje kao vrijednost 100, u "ozonskoj rupi" ta vrijednost iznosi 20 – 40. Drugim riječima i na/u prostoru "ozonske rupe" ima ozona, samo je on prorijeđen, odnosno ozonski sloj je stanjen. 342 Vidjeti opširnije: S.R. Arsenijević, Opšta i organska hemija, cit. izd., str. 258, 378 – 381. 343 Fotohemija je grana hemije koja proučava fotohemijske reakcije koje se javljaju pod dejstvom svjetlosti na hemijske sisteme (npr. reakcija između hlora i vodonika pod dejstvom Sunčeve svjetzlosti). 344 Foton – čestica svjetlosti; svjetlo(st) je sama po sebi mlaz fotona. 345 Routh, J.I., 20 the Centuru Chemistry (prevod na ruski), Moskva, 1966.; Nenitescu, C.D., Chimie Generala (prevod sa rumunskog na ruski), Moskva, 1968. 341
100.000 molekula ozona, za samo 1-2 godine. Ovaj „katalitički lanac može biti prekinut spajanjem hlora sa azotnim oksidom ili metanom“ (Pecelj, 2000). U Tabeli 35. vidjeli smo da postoji niz aktivnih (GHG) gasova u atmosferi koji doprinose efektu pregrijavanja atmosfere (negativnom efektu staklene bašte). Iz tih razloga, u naučnu i stručnu literaturu uveden je pojam (termin) „ekvivalentna koncentracija ugljendioksida“ da bi se (komparativno) sagledao uticaj svakog aktivnog gasa. Ako se, kao osnovica, uzme nivo koncentracije ugljen - dioksida iz predindustrijskog perioda (280 ppmv) , matematičkim modelovanjem, a na osnovu parametara koji definišu promjene temperature sistema Zemljina površina (topografska površina sa površinom Svjetskog mora) – atmosfera, dobija se da je današnji (početak XXI vijeka) nivo koncentracije ugljen – dioksida u atmosferi oko 400 ppmv. To je koncentracija koja je za 45 ppmv veća od stvarnih prosječnih globalnih koncentracija ugljen - dioksida u atmosferi. To znači da neki drugi aktivni gasovi u atmosferi doprinose efektu „staklene bašte“ u ekvivalentnom iznosu od 45 ppmv ugljen - dioksida. Zbog sve veće antropogene emisije aktivnih (GHG) gasova računa se da će 2020 godine „ekvivalentni nivo“ CO2 dostići vrijednost od 558 ppmv. To će dovesti do porasta temperature sistema Zemljina površina – atmosfera u rasponu koji je prezentiran u Tabeli 34 (Wigley, 1989). Na osnovu prethodnog možemo, s pravom, zaključiti da osim CO2, prisustvo i drugih GHG gasova, koji su rezultat antropogene emisije, utiče na efekat pregrijavanja atmosfere. Hlorofluorougljenici (CFC) utiču na povećanje temperature sistema Zemljina površina atmosfera , to jest molekuli CFC-11, CFC-12 i CFC-13 imaju 10000 puta veći uticaj na pregrijavanje atmosfere nego molekuli CO2. Uticaj azot-dioksida je veći za faktor 200, a metana za faktor 30.346 Svjetska godišnja proizvodnja CFC jedinjenja od oko 700000 tona dovodi istovremeno do njihove velike emisije i sadržaja u atmosferi. Utvrđena globalna koncentracija CFC-12 u atmosferi od 0.38 ppbv347 predstavlja količinu od 8.5 miliona tona ovog jedinjenja koja se nalazi u atmosferi.348 Metan, ozon, oksidi azota, vodena para i dr. doprinose povećanju temperature sistema Zemljina površina – atmosfera. Uticaj molekula ovih gasova na povećanje temperature na spomenuti sistem je veći u odnosu na ugljen-dioksid zato što (Mahemann, 1989): njihovi molekuli efikasnije apsorbuju solarnu radijaciju nego što je apsorbuju molekuli ugljen-dioksida, efikasnije apsorbuju toplotnu energiju u talasnom području "atmosferskog optičkog prozora" (od 8.0 µm do 13.0 µm) gdje je odlazak reemitovane toplotne energije u vasionu veći. Koncentracije azot - suboksida i metana u atmosferi su se značajno povećale u posljednjim decenijama, a uzrok je sve veća antropogena emisija. Njihov sadržaj u atmosferi, u proteklom geološkom periodu se uspješno određuje preko određivanja sadržaja u ledenoj kori polarnih područja. Ispitivanje leda Antarktika i Grenlanda pokazuje da su koncentracije metana u vazduhu prije 200 godina bile dvostruko manje od sadašnjih koncentracija.349
346
Jones, R.R.., Wigley, T., A Fact Sheet about Ozone, Ozone Depletion: Health and Environmental Consequences, eds. R.R. Jones and T. Wigley, 1989, John Wiley, Sons, Ltd., Chichester, U.K., str. XI - XIV 347 ppbv – part per bilion volume (dijelova na milijardu zapreminskih dijelova vazduha) 348 Hamerle, R.N., et al., Global Warming, Ford Motor Company, 1989. 349 Dibb, J.E. et al., Chromosphere, 27, No 12, 2413, 1993.
Očigledno je da su GHG gasovi doveli do pregrijavanja atmosfere, a podaci za period od 1795 – 1985. godine sadrži Tabela 38. Tabela 38. Globalno povećanje temperature prouzrokovano gasovima u periodu od 1795 do 1985. godine Gas CO2 CH4 O3 NOX CFC-11 CFC-12 UKUPNO
Temperaturna promjena oC 0.4-1.4 0.2-0.7 0.03-0.1 0.01-0.06 0.02-0.07 0.03-0.13 0.69 – 2.5
Koncentracija 1985. 345 ppm 1.7 ppm 10-100 ppb 304 ppb 0.22 ppb 0.38 ppb -
Koncentracija prije 1795. 275 ppm 07 ppm 0-10% manje 285 ppb 0.0 ppb 0.0 ppb -
(Izvor: Hamerle et al., 1989)
Iz razloga koji su sasvim razumljivi, pod motom "Sačuvajte naše nebo – planeta sa očuvanim ozonskim omotačem je naš cilj" sve države svijeta obilježavaju 16. septembar – Svjetski dan zaštite ozonskog omotača (Dan zaštite odbrambenog štita Zemlje). Prije mnogo godina (1987. godine) u Montrealu je potpisan protokol o supstancama koje oštećuju ozonski omotač, i od tada pažnja cijelog svijeta je usmjerena na kontrolne mjere, proizvodnju, potrošnju i izvoz/uvoz štetnih materija. Do januara 2005. godine je više od 190 država potpisalo i ratifikovalo ovaj dokument i kasnije usvojene amandmane kojima je pooštrena kontrola proizvodnje i trošenja zagađujućih gasova. Ono što je paradoksalno u svemu tome je činjenica, da će i pored eliminisanja oko 90% globalne proizvodnje i potrošnje GHG gasova, slijedeća decenija biti kritična za ozonski omotač u pogledu obima oštećenja. Naime, atmosferski život freona je duži od 50 godina, pa će ono što je ispušteno u atmosferu u šestoj deceniji prošlog vijeka stići do stratosfere uskoro i doprinijeti novom oštećenju ozonskog omotača. Ono što treba da nas ohrabruje jesu naučne prognoze da se ovom procesu ipak nazire kraj. Djelovanje zagađenja vazduha na zdravlje čovjeka. 350 Efekti zagađenja vazduha na zdravlje čovjeka su veoma značajni, ali u praksi dosta teško mjerljivi . Jedna od bitnih teškoća je utvrđivanje kvantitativne povezanosti (uzajamnosti) između dugotrajnog izlaganja zagađenom vazduhu i efekata na zdravlje. Ništa manji problem nije ni distinkcija uticaja zagađenosti vazduha na zdravlje od efekata koji prouzrokuju razni faktori subjektivne prirode (na primjer: pušenje, fizički napor, dijetalna ishrana, standard života, radna sredina, nasljedni faktor i dr.). Nije mali broj upozorenja koja ukazuju na štetnost pušenja po zdravlje čovjeka. Nepušači su, bar do kraja prve dekade XXI vijeka, u blizini pušača bili izloženi koncentracijama zagađujućih/kancerogenih materija, čak i nekoliko desetina puta većim nego u spoljnoj sredini. Niz autora je jasno ukazao na opasnosti od koncentracije zagađujućih materija. Djelovanje zagađujućih materija na organizam čovjeka može biti akutno i hronično, kao neposredno i posredno. Posredno djelovanje zagađujućih materija iz vazduha na zdravlje čovjeka nastaje kontaminacijom biljnog i životinjskog svijeta, kao i kontaminacijom materijalnih dobara. 350
Opširnije vidjeti: Leona Vajagić, Komunalna higijena, cit. izd., str. 184 – 188.
Akutno djelovanje zagađenja vazduha. Akutno djelovanje podrazumijeva izlaganje organizma većim koncentracijama zagađujuće materije u kraćem vremenskom periodu. Već smo naveli gasove, jedinjenja i čestice koji su (ili mogu biti) uzročnici osnovnog toksičnog dejstva pri akutnim epizodama povećanog aerozagađenja i nepovoljnih meteoroloških uslova. Incidenti vezani za akutno dejstvo zagađujućih materija u vazduhu dešavali su se i u prošlosti, ali nekoliko velikih nesreća (opisanih kao katastrofe) u XX vijeku dovelo je do velikog broja ljudskih i drugih žrtava. Prvo katastrofalno zagađivanje vazduha otpadnim gasovima iz fabričkih dimnjaka registrovano je početkom decembra 1930. godine. Tada je dolina rijeke Maas (Belgija) utonula u najgušći smog na dužini od 24 km. Posljednje nedelje oktobra 1948. godine, grad Donore, oko 50 km južno od Pitsburga (SAD), utonuo je u gusti smog. Uzrok pojavi smoga bio je sumporni anhidrid, slab vjetar i termička inverzija. Godine 1952., u vremenu od 4 - 9. decembra, u Londonu su koncentracije sumpor oksida i čađi bile iznad graničnih vrijednosti. Taj, do sada, najteži smog, sa katastrofalnim posljedicama, odnio je oko 4000 ljudskih života – dijelom zbog direktnog uticaja smoga, dijelom zbog pogoršanja osnovne bolesti kod mnogih ljudi (TBC, rak pluća, kardiovaskularne bolesti i dr.). Seveso je mali grad u Italiji, u blizini Milana. Hemijska fabrika Ismesa, koja se nalazila u tom gradiću, eksplodirala je jula 1976. godine. Tom prilikom formirao se oblak otrovnih gasova (dioksina) dužine od oko osam kilometara koji je duže vremena bio lociran iznad Sevesa i okolnih naselja. Treba reći da je navedena fabrika proizvodila trihlorfenol, hemikaliju koja se koristi kao osnovna sirovina za proizvodnju defolijanata.351 Posljedice su bile slijedeće:352 stradalo je oko 70000 životinja, koje su trenutno uginule ili kasnije od posljedica trovanja, zdravlje oko 30000 ljudi dovedeno je u stanje rizika, više od 700 stanovnika je evakuisano na duži vremenski rok. Najčešće pitanje nakon ove nesreće bilo je : da li uopšte treba da se proizvode sredstva namijenjena uništavanju prirode ili pojedinih vrsta? Jedna od prvih nuklearnih nesreća velikih razmjera se desila 1979. godine u SAD, u Pensilvaniji kod Harisburga u nuklearnoj elektrani nazvanoj "Ostrvo tri milje".353 Došlo je do kvara nekoliko pumpi za snabdijevanje vodom, a to je smanjilo protok vode. Sticajem okolnosti došlo je do topljenja šipki sa nuklearnim gorivom, otpuštanja radioaktivnog kriptona – 85. Radioaktivnim materijama zagadio se prostor oko reaktora i voda u rijeci Šenando (Suskehana) koja je veličine Save. Stanovništvo u krugu od osam kilometara je iseljeno. Indijski grad Bopal predstavlja i danas sinonim „klasične nesreće“. Nekoliko hiljada ljudi je umrlo za vrijeme katastrofe i poslije nje. Katastrofa se desila 3. decembra 1984. godine kada su se, u 00.30 sati, tone toksičnih gasova (metil izociant: MIC – manufactured methyl isocyanate) izlile iz fabrike pesticida u Bopalu. Ova fabrika je pripadala američkoj kompaniji Junion Karbajd, ali je u međuvremenu prešla u vlasništvo kompanije Dau kemikals. Udruženje žrtava došlo je do brojke od oko 10000 nastradalih. Amnesti internešenel, (Međunarodna organizacija za zaštitu ljudskih prava, nevladina oganizacija sa sjedištem u Londonu) međutim tvrdi da je između 7000 i 10000 ljudi umrlo samo u toku prvih dana 351
Sredstvo koje su koristili Amerikanci za uništavanje vegetacije u Vijetnamskm ratu Elsworth, S., A Dictionary of the Environment, Paladin Grafton Books, London, 1990. 353 Paterson V.C., Nuklearna moć, RAD, Beograd, 1987. 352
katastrofe, a da se na kraju njihov broj popeo na 20000, kao i da još 10000 njih je oboljelo od neke hronične bolesti. S obzirom na ove okolnosti Amnesti internešenel se čudi što „niko nije odgovarao za curenje toksičnih gasova i njihove dramatične posljedice. Ljudska prava su kršena u velikim razmjerama, prije svega pravo na život i pravo na zdravlje... a preživjeli svakodnevno osjećaju posljedice curenja gasova“. Oktobra 1986. godine došlo je do eksplozije i požara u hemijskom kompleksu "Sandoz" koji je lociran u predgrađu Švajclerhale u Bazelu u Švajcarskoj.354 U požaru, kod kojeg se razvila temperatura veća od 1000oC, gorila su skladišta sa različitim otrovnim materijama: insekticidima, herbicidima, fungicidima i raznim živinim jedinjenjima. Pomiješana otrovna jedinjenja, sa masom od oko 150 tona, su dospjela u rijeku Rajnu. Tom prilikom uginulo je oko pola miliona tona ihtiofaune, desetkovana je ornitofauna, a uništena je kompletna akvatična i priobalna biocenoza. Nuklearna nesreća u Černobilju. Černobiljska nesreća se još uvijek smatra kao najveća tehnološka katastrofa u ljudskoj istoriji, odnosno to je do sada najveća nuklearna nesreća. Nesreća se dogodila 1986. godine u Ukrajini u gradu Černobilju, u blizini Kijeva. U nuklearnoj elektrani, zbog ljudske nemarnosti i amortizovane (dotrajale) opreme došlo je do havarije: tone radioaktivnog materijala su danima emitovane u atmosferu. Na ovaj način je praktično cijela Evropa kontaminirana radionukleidima355. Eksperti smatraju da će se posljedice osjećati do polovine XXI vijeka, a moguće je i do 50000 slučajeva oboljelih osoba od raka (Hawkes et al., 1986). Prema podacima Grinpisa (Međunarodna nevladina organizacija za očuvanje nezagađene životne sredine, 1996) černobiljskom nesrećom je bilo pogođeno 9.0 miliona ljudi; ukupna zahvaćena kontaminirana zona u tri republike bivšeg SSSR-a (Rusija, Ukrajina i Bjelorusija) iznosila je oko 1.6 miliona km2; oko 400000 ljudi je trajno napustilo svoje domove, a oko 270000 još uvijek živi u kontaminiranom području. Glavne posljedice na ljudsko zdravlje su: rak tiroidne žlijezde (štitne žlijezde) – prognozira se da će u narednih godina oko 40% ozračene djece, koja su u vrijeme nesreće imala oko 12 godina, oboljeti od raka tiroidne žlijezde, kada odrastu, od psihičkih bolesti i bolesti osjetljivih organa, prema prognozama UNESCO - a356 oboljeće oko 43%, a od organa za varenje oko 28% ozračene humane populacije, oko 62% ozračenih muškaraca neće moći da ima porod. Hronično djelovanje zagađenog vazduha. Hronično djelovanje je izlaganje organizma manjim koncentacijama zagađujuće materije tokom dužeg vremenskog perioda, a ogleda se u porastu hroničnih plućnih oboljenja. Treba naglasiti da zagađenja vazduha se dovode u vezu i sa promjenama na koži, krvotvornim organima, usporenim rastom i razvojem djece u područjima gdje su stalno prisutne značajne koncentracije zagađujućih materija u vazduhu.357 Hronično djelovanje zagađenog vazduha se može ispoljavati kao: nadražujuće dejstvo, alergijsko dejstvo (pneumoalergija i dermatoalergija), 354
Opširnije vidjeti: M.Đukanović, cit. izd., str. 162. Radioaktivni elementi (hemijski elementi), s nestabilnim atomskim jezgrom, koji emituju radioaktivno zračenje. Dozvoljene doze u slučaju Černobilja su prelazile dozvoljene doze za 100 do 10000 puta. 356 Organizacija UN za prosvjetu, nauku i kulturu (UN Education, Scientific and Cultural Organization – UNESCO) 357 Opširnije vidjeti: Uticaj vremena na zdravlje ljudi, Naučna knjiga, Beograd, 1988., Komunalna higijena, cit. izd., str. 185-188. 355
fibrogeno dejstvo (prisustvo prašine u vazduhu), kancerogeni efekat (katranske materije, azbest, arsen, berilijum, kadmijum, nikl, hrom (IV), olovo i živa). Konvencija o prekograničnom zagađenju vazduha. Evidentno je da se u svijetu vodi borba za zaštitu čovjeka i njegove životne sredine od zagađenja vazduha. Zagađeni vazduh je procesom globalne industrijalizacije postao globalna opasnost po zdravlje ljudi, ali i po opstanak živog svijeta. No, kako (zagađen) vazduh ne poznaje granice, ogromne količine ugljen - dioksida, sumpornih i azotnih jedinjenja, teških metala i drugih opasnih kancerogenih materija dospijevaju (koncentrišu se) čak i u environmentalno najčistijim prostorima, tako da nema ni jednog dijela naše planete koji nije ugrožen emisijom polutanata, bez obzira gdje oni nastajali. Konvencija o prekograničnom zagađivanju vazduha na velikim udaljenostima (usvojena 13. novembra 1977. godine) prije svega treba da štiti čovjeka i okolinu od zagađivanja vazduha, da ograniči koliko god je to moguće i postepeno smanji ili spriječi zagađenja uključujući i ona koja dolaze sa velikih udaljenosti izvan granica. Posebnim protokolom ove konvencije regulisana su pravila u pogledu dugoročnog finansiranja programa saradnje, praćenja i procjena prekograničnih prenosa zagađujućih materija u vazduhu na velike daljine. Ograničena su zagađenja sumporom, azotnim oksidima, isparljivim organskim jedinjenjima i dr. 7.1.3. Zaštita od zagađivanja vazduha Zaštita vazduha obuhvata očuvanje atmosferskog kompleksa u cjelini sa svim njegovim procesima, očuvanju strukture atmosfere i nepromjenljivosti sadašnjih prosječnih vrijednosti klimatskih odlika. Jedan od primarnkh zadataka je spriječavanje opterećenja vazduha emisijom antropogenih polutanata, odnosno onih polutanata od kojih postoji opasnost da će narušiti kvalitet vazduha i ugroziti ljudsko zdravlje. Stvarna zaštita vazduha od zagađivanja znači da u vazduh ne treba unositi nikakve supstance koje bi izmijenile njegov sastav u odnosu na prirodni sastav vazduha. Nažalost, to još uvijek nije moguće, jer većina država u svijetu ne raspolaže mogućnostima za nove, čiste tehnologije, a evidentna je činjenica da oko 90% čovječanstva nema dovoljo ni finansijskih sredstava.358 Supstitucija prljavih tehnologija čistim (ili manje zagađujućim) tehnologijama osnovni je vid borbe protiv zagađivanja životne sredine, a isti princip se odnosi i na atmosferski kompleks. Optimalna zamjena prljavih tehnologija još nije moguća i zbog ekonomsko – socijalno – političkih razloga. Veći dio privredno razvijenih i najrazvijenijih zemalja naše planete bilo bi primorano da, smanjivanjem emisije nekih gasova u atmosferu, smanje stopu svog privrednog rasta, a to u suštini znači povećanje broja nezaposlenih. Gotovo je sigurno da bi političke garniture na vlasti u tim zemljama, zbog takvog postupka, bile suočene sa gubitkom funkcije pozicije (vlasti), a one to sebi ne mogu dozvoliti. S obzirom na takvu neminovnu realnost, moramo zaključiti da će zaštita životne sredine biti (još dogledno vrijeme) u sjeni političkih ambicija vladajućih nomenklatura u većem broju država današnjeg svijeta. 358
"Problemi vezani za zaštitu životne sredine ukazali su na to da mnoge tehnologije i drugi postupci izazivaju zagađenje vazduha, ali i ostalih sredina, da se moraju zamijeniti ili znatno poboljšati. Razlog što se to ne čini nije nemogućnost stvaranja nove, čiste tehnologije, već je u svim slučajevima u pitanju nedostatak finansijskih sredstava" (Ratajac et al., cit. izd., str. 95.).
Treba istaći da se smanjenje emisije polutanata iz antropogenih izvora, osim spomenutih tehničko – tehnoloških mjerama, može postići i normativnim (zakonodavnim) mjerama. Normativne mjere predstavljaju načela prema kojima se uređuje politička zaštita životne sredine. Da bi normativne mjere bile efikasne moraju, ipak, biti praćene tehničko – tahnološkim mjerama. Bez obzira na univerzalan (jedinstven) prilaz zaštiti atmosferskog kompleksa, osnovna pažnja je danas posvećena urbanim geografskim prostorima. Zaštita zagađivanja vazduha iznad urbanih područja (naselja) se može postići urbanističkim mjerama, sanitarno – tehničkim i tehnološkim postupcima i pravilnom asanacijom čvrstog i tečnog otpada.359 Postoji čitav niz tehnoloških postupaka koji se mogu koristiti u zaštiti vazduha: smanjenje emisije SO2 se može postići odabirom uglja koji sadrži što manje sumpora, desulfurizacijom360 goriva i izlaznih gasova; kontrola količine vazduha pri sagorijevanju; smanjivanje emisije ugljovodonika pri prevozu i preradi goriva (nafta i njeni derivati); smanjivanje emisije ugljen – dioksida prelaskom na zatvorene sisteme proizvodnje; uklanjanje čestica ciklonima (vrsta separatora: centrifugalni ciklon, služi za prečišćavanje otpadnih materija, op. a.); uklanjanje čestica filtracijom; uklanjanje čestica elektrostatičkim taložnicima; prečišćavanje otpadnih gasova apsorpcijom i adsorpcijom, upotreba katalizatora za kontrolu emisije iz automobila; katalitičko361 uklanjanje NOx i SO2 iz gasovitih produkata sagorijevanja; uklanjanje NOx i SO2 ozračivanjem elektronskim snopom i dr. (Vajagić L., 1998). Zagađivanje vazduha, a time i njegova zaštita, zavisi od jačine izvora zagađenja, a širenje, razblaživanje i taloženje (sedimentacija) polutanata zavisi od niza faktora: visine zagađivača (danas se pod ovim terminom podrazumijeva visina dimnjaka koji emituje polutante), brzine taloženja čestica (Stokov zakon – brzina taloženja zavisi od gustine čestica, njihove veličine i prečnika), turbulencije i razmjene (vertikalne i horizontalne) vazdušnih masa, pravca i brzine vjetra, oblika zemljišta i stepena izgrađenosti objekata. Smanjivanje koncentracije zagađivača vazduha razblaživanjem. Vid neposredne zaštite životne sredine u perimetru dominantnih izvora emisije i smanjivanja koncentracije polutanata u blizini tih izvora je njihovo razblaživanje. Jedan od načina je i gradnja visokih dimnjaka iz kojih se emisija polutanata unosi u više slojeve vazduha.362 Ovdje se, naravno odmah, postavlja pragmatično i etičko pitanje: ako je u neposrednoj okolini (blizini) izvora emisije zagađenost smanjena gdje su onda se javili negativni efekti? Odnosno, imamo li "mi", ili bolje rečeno: ima li iko pravo u cilju ličnih (parcijalnih) interesa pravo izvoziti zagađivače ( prekogranična emisija zagađivača)? Smanjenje zagađivača izborom goriva i sirovina. Korišćenje čistijih goriva i sirovina (u skladu sa postojećim utvrđenim rezervama kojima naša planeta raspolaže) je jedan od načina za
359
Opširnije vidjeti: Komunalna higijena, cit. izd., str. 188 – 196; Ratajac et al., cit. izd., str. 93 – 96; M. Jahić, cit. izd., str. 65 – 68. 360 Postupak za uklanjanje sumpora iz benzina i dizel goriva; uopšte: postupak eliminisanja štetnih sastojaka iz goriva i/ili dimnih gasova u cilju smanjenja zagađenja životne sredine. 361 Hemijske reakcije koje se vrše u prisustvu katalizatora (koji utiču na promjenu brzine hemijske reakcije) zovu se katalitičke reakcije, a sama pojava kataliza. 362 Dimnjaci nisu najoptimalnije sredstvo, ali je praksa pokazala da mogu da zadrže veliku količinu zagađenja. U naučno – stručnoj literaturi ne postoji jedinstven stav o visini dimnjaka: grade se visoki dimnjaci do 300 m (Ratajac, 1995) ili "visina fabričkog dimnjaka treba da bude jednaka ili viša 2.5 - strukoj visini najviše obilježenog objekta u okolini; za termoelektrane i druge fabrike, dimnjak treba da bude visok 70 – 100 m, pa i više, kako bi se izvršila veća disperzija zagađenja" (Jahić, 2004).
smanjenje emisije zagađivača u atmosferski kompleks. Danas je u svijetu opšteprihvaćeno da je najkvalitetnije i najčišće gorivo prirodni (zemni gas). Tehnolozi tvrde da ako se umjesto uglja sa određenim procentom sumpora koristi ugalj sa manjim procentualnim učešćem sumpora, za isti odnos se smanjuje i zagađenost vazduha. Isti princip važi i kod prerade brojnih sirovina gdje se javlja određena emisija zagađivača. Količina zagađenja zavisi od načina proizvodnje, vrste kvaliteta i količine sirovine, kao i od mjera preduzetih za smanjivanje i spriječavanje zagađenja. U zemljama Evropske unije, radi smanjivanja zagađenosti vazduha olovom, obavezna je upotreba bezolovnog benzina. Zaštita vazduha od zagađivanja česticama. Kod sprječavanja zagađivanja vazduha česticama (uglavnom emisije čađi i prašine) danas se, uglavnom, koriste elektrofilteri (elektrostatički percipitator363), apsorberi i separatori (centrifugalni cikloni). Filteri rade na principu uklanjanja čvrstih materija kroz poroznu filtersku masu. Kod elektrofiltera čestice u neprečišćenom gasu, pri prolasku kroz elektrofilter, pošto imaju elektrostatičko naelektrisanje kreću se ka suprotno naelektrisanoj elektrodi. Na njoj se zadržavaju i kada sloj dostigne potrebnu debljinu, spuštaju se u koš zbog sopstvene težine ili potresanja elektrode. Elektrostatički precipitator smatra se najefikasnijim uređajem za uklanjanje sitnih čestica iz dimnih gasova, a standardnim uređajem za termoelektrane i čeličane. Apsorberi su takvi uređaji u kojima se miješaju gas i tečnost, odnosno takvi uređaji koji koriste tečnost (vodu) za uklanjanje čvrstih materija iz otpadnog gasa. Centrifugalni cikloni se primijenjuju za uklanjanje prašine. Sastoje se od konusne posude s otvorom za tangecijalni ulaz otpadnih gasova, otvorom za prečišćeni gas na vrhu i izdvojenu prašinu na dnu. Zbog brzog kretanja gasa dijelovi prašine pod dejstvom centrifugalne sile udaraju o zid ciklona i uslijed svoje težine padaju na dno (Ramzin et al., 1966). Biološke mjere zaštite vazduha. Kada je u pitanju zaštita vazduha od zagađivanja, u procesu taloženja zagađujućih supstanci iz vazduha, biljke imaju izuzetno značajnu ulogu. Biljke (gradsko zelenilo i zelenilo) se smatraju sve više bitnom komponentom zaštite životne sredine. Povećanje zelene površine smanjuje količinu zagađujućih materija, a doprinosi proizvodnji kiseonika.364 Poznata je činjenica da se ljudi u sredini bogatoj zelenilom ugodnije osjećaju: puls im se smanjuje za 4 – 8 otkucaja u minuti, temperatura kože pada za 1 – 1.3oC, što olakšava procese termoregulacije tokom toplih ljetnih dana. Uticaj zelenila na čovjeka se manifestuje i u psiho – higijenskom pogledu: utiče na raspoloženje, emocije, psihičko stanje, kvalitet sna; ukupno uzevši djeluje "tonizirajuće365 na centralni nervni sistem" (Kristoforović – Ilić, 1998). Prema Miroslavi Kristoforović - Ilić366 uticaj zelenila na smanjenje aerozagađenja je evidentan. Poznato je da tokom procesa fotosinteze, biljke koriste ugljen – dioksid, stvarajući pri tome kiseonik.
363
Precipitat, od lat. praecipitare – strmoglaviti se, biti na kraju; 1. materija koja padne na dno ; talog, sediment; 2. visoka padavina (snijeg, kiša). 364 Aktuelni podaci pokazuju na drastično smanjenje svjetskog fonda šuma, brzinom od 11 miliona hektara godišnje. Na Konferenciji UN (New York,1997.) pod nazivom "Samit planete +5", iako je donijeta konvencija o zaštiti šuma, do konsenzusa nije došlo zbog protivljenja određenog broja članica konferencije; konsenzualni ugovor – ugovor koji se smatra sklopljenim samim činom pristanka ugovarača, a ne traži se za to ispunjavanje nikakvih formalnosti (na primjer pismena dokumenta i sl.). 365 Tonikum (grč. tónos – napon, napetost), medicinsko sredstvo za jačanje, osvježenje, povratak u normalno stanje... 366 Komunalna higijena, cit. izd., str. 258.
U odnosu na prašinu uticaj zelenila se ogleda dvojako: svojim prisustvom smanjuje izvore emisije, a zahvaljujući olistaloj kruni drveta prašina se taloži, da bi je kasnije sprale kišne padavine. Mjerenja su pokazala da u 1 cm3 uličnog vazduha ima nekoliko stotina puta više bakterija, nego u istoj zapremini vazduha u parkovima ili u vazduhu šumskih vazdušnih banja. Ne treba podcijeniti fitocidno dejstvo izvjesnih biljnih vrsta, posebno četinara, mada su oni osjetljiviji od listopadnog drveća, posebno u odnosu na SO2. Treba biti svjestan da i aerozagađenje ima negativan uticaj na biljke, odnosno i biljke, zavisno od vrste, mogu da bez posljedica prime samo određenu količinu zagađujuće supstance (lišajevi prvi reaguju). Neke biljke mogu postati tzv. bioindikatori kvaliteta vazduha urbanih sredina, posebno kada je u pitanju sumpor – dioksid. "Ako je srednja godišnja koncentracija sumpor – dioksida (SO2) 85 µg/m3 , nastaju hronična oštećenja i izumiranje vegetacije na određenom području. Lišće kod pojedinih vrsta biljaka žuti (gubi hlorofil) za nekoliko sati ako je koncentracija sumpor – dioksida 0.8 – 1.3 mg/m3. Prirodni nivo koncentracije je 1 - 4 µg/m3. Iglice četinara žute kada je koncentracija O3 60 µg/m3 ( prirodni nivo je 50 µg/m3). Jasno je iz iznijetih primjera da su biljke aktivni činioci pri eliminisanju zagađenja, ali i stradalnici od njega".367 Otpornost biljaka u velikoj mjeri je uslovljena vrstom, stanjem rasta i razvoja, stanjem metabolizma i dr. Opšte mjere zaštite vazduha. Opštim mjerama zaštite vazduha368 obezbjeđuje se zaštita kvaliteta vazduha, kontrola zagađivanja vazduha i poboljšanje vrijednosti kvaliteta vazduha u područjima već kontaminiranog vazduha. Opštu grupu mjera zaštite vazduha od zagađenja čine različiti postupci, prije svega vezani za racionalizaciju sagorijevanja fosilnih i motornih goriva uz primjenu funkcionalnih uređaja za eliminisanje polutanata. Bitan segment u realizaciji mjera zaštite vazduha predstavlja postojanje kvalitetnog katastra svih zagađivača određenog geografskog prostora. Tu je bitno definisati način redovnog praćenja emisija zagađujućih materija u vazduhu, uzimanje uzoraka i mjerenja parametara vazduha i osmatranje promjena kvaliteta vazduha i njihovog uticaja na zdravlje ljudi i životnu sredinu. 7.2. HIDROSFERNI KOMPLEKS Jedan od najaktuelnijih i najakutnijih problema životne sredine je zagađivanje hidrosfernog kompleksa. Čovječanstvo je sve više svjesno činjenice da budućnost naše planete zavisi od količine i kvaliteta vode kojom ćemo u budućnosti raspolagati. Pogled na geografsku kartu nam jasno ističe činjenicu da gotovo polovina stanovništva planete živi u dvijestotine i pedeset većih riječnih slivova, slivova koje dijeli veći broj državnih granica. Moramo se suočiti sa činjenicom da je problem vode sve više naglašen. Taj problem, na početku trećeg milenijuma, još uvijek nije rezultat nedostatka vode, već u mogućnosti korišćenja vode (upotrebljiva voda). „Problem vode“ je prisutan (ili će biti) u svim onim geografskim prostorima u kojima rezerve upotrebljive vode nisu u stanju da zadovolje sve veće potrebe vodosnabdijevanja stanovništva i privrede.
367 368
Ratajac et al., cit. izd., str. 96. Opširnie vidjeti u poglavlju 9.7. ove knjige, Zakon o zaštiti vazduha (v. član 17 i 18).
U proteklom XX vijeku, u posljednjoj deceniji tog vijeka, zbog nestašice vode i posebno njene zagađenosti, godišnje je umiralo oko 3.5 miliona ljudi u svijetu.369 Žeđ savremene urbanizacije, sve brojnijih gradskih aglomeracija i sve većeg obima rasta industrije u svijetu, doprinosi da je sve teže obezbijediti kvalitetnu (upotrebljivu) vodu u današnjem svijetu. Najrazvijenije zemlje naše planete sve više, koristeći nadmoćnost svojih tehničko – tehnoloških dostignuća i novac kojim raspolažu, praktikuju višestruko cirkulisanje (reciklažu) vode. No, to je danas oko 30% tehnološki sposobnog stanovništva dijela naše planete, dok preostalih 70% svjetskog stanovništva ne može računati na čistu vodu za piće; zbog nedostatka kvalitetne vode za vodosnabdijevanje veći dio stanovništva Zemlje je u stalnom strahu od niza oboljenja. Eksperti UN (i ne samo oni) smatraju da snabdijevanje čistom vodom je jedan od osnovnih faktora koji bi mogao ublažiti narasle suprotnosti u svijetu. Osim što je voda "módus vivèndi" (način života) kada je u pitanju zdravlje ljudi, ona je bitna i za niz drugih aktivnosti (navodnjavanje zemljišta, vodosnabdijevanje privrede, energija, saobraćaj, rekreacija i dr.). Logično je, dakle, da smo (kao civilizacija) sve više svjesniji da zavisimo o količini, ali i o kvalitetu vode. S potrebom (zahtijevom) povećanja zaliha upotrebljive (kvalitetne) vode, javlja se potreba očuvanja vode od zagađivanja. Potrošnja vode na Zemlji. Voda je osnova života (današnji život u njoj je i nastao) i ničim se ne može zamijeniti. Ova konstatacija najbolje ilustruje značaj vode u životu savremenog čovjeka i potrebu za očuvanjem vode od zagađivanja. Za osnovne fiziološke potrebe (voda za piće i kuhanje), znači za zadovoljenje najelementarnijih bioloških potreba čovjek troši dnevno oko tri litra vode, a s obzirom na brojnost ljudske populacije u svijetu, to iznosi oko 15 km3 vode dnevno. Veliki potrošači vode su domaćinstva, industrija i poljoprivreda. Nakon korišćenja voda mijenja kvalitet i postaje zagađena. Tabela 37. Globalni odnosi potrošnje vode na Zemlji VIDOVI POTROŠNJE Potrošnja vode u naseljima i industriji Potrošnja vode za navodnjavanje Potrošnja vode u energetici Potrošnja vode u vještačkim ribnjacima UKUPNO
km3 563 2.500 180 65 3.308
(Izvor: Љвович М., Мировие водние ресурси и их будушћие, Москва, 1974)
369
Drugi svjetski forum o vodi, Hag, 17 – 22 mart 2000. godine (Prvi forum je održan u Marakešu, 1997. godine). Skup u Hagu se opredijelio za stav da je voda "potreba", a ne "pravo", čime se definiše stav da "treba utvrditi realnu cijenu vode" ili svedeno na razumljiviji jezik, treba je znatno poskupjeti. Protiv ovakvog "koncepta i filozofije", smišljenom da bi se privatnom kapitalu pružila konačna prilika da uspostavi svoju moć nad vodom, od strane UNESCO-a je odgovoreno da izvori vode ne mogu da se smatraju robom, jer predstavljaju bitan uslov prirodnog opstanka nekog naroda (etničke zajednice), odnosno stub njegovog kulturnog i političkog integriteta.
Tabela 40. Ukupna potrošnja vode prema načinu upotrebe u nekim zemljama svijeta u 1980.g. ZEMLJA
Kanada SAD Japan Australija Austrija Belgija Finska Francuska SR Njemačka Grčka Italija Holandija Norveška Portugalija Turska Rumunija
Ukupno (106 m3)
Po stanovniku m3
Domaćinstvo (%)
Navodnjavanje (%)
36153 1509 12.6 525053 2306.3 8.9 107772 922.8 12.5 17800 1211.5 12.1 2240 298.3 26.8 9030 819.0 7.3 3702 774.5 10.5 27000 502.7 15.9 42204 685.5 0.4 6945 720.2 10.8 56200 984.8 14.2 14209 997.4 7.4 1999 489.1 19.5 10500 1062.3 15.0 29928 669.0 12.5 12693 225.7 46.6 (Izvor: OECD, Environmental Data 1985, Paris, 1985.)
7.8 39.5 57.1 1.8 1.4 19.3 6.8 82.7 57.3 2.0 46.9 77.8 0.3
Industrija (bez hlađenja) (%) 116 10.3 0.0 4.6 24.6 10.0 38.3 20.4 60.4 1.3 14.2 1.2 70.0 37.5 9.7 14.4
Termin (izraz) "potrošnja" treba shvatiti uslovno. Voda, naime ne nastaje iz procesa kruženja, već samo mijenja mjesto ili agregatno stanje.370 Manji dio vode zadržava se u proizvodima, a veći dio isparava i putem atmosfere se vraća u kretanje vode u prirodi; dio vode, kao otpadna ili drenažna voda se vraća u vodotoke, jezera i mora ili u podzemne vode. Možemo, s pravom konstatovati, da se sva potrošena voda prije ili kasnije ponovo vraća u svoj prirodni hidrološki ciklus. Istovremeno, porastom broja stanovništva na Zemlji raste i potrošnja vode i, naravno, proizvodnja otpadne vode koja, na ovaj ili onaj način, prije ili kasnije, dospije u hidrosferni kompleks. 7.2.1. Vrste i izvori zagađivanja voda Već odavno je poznato da se voda u prirodi ne nalazi u (potpuno) čistom stanju. Podzemna i površinska voda sadrži razne mineralne i radioaktivne materije, mikroorganizme, rastvorene gasove i sl; vodotoci transportuju, u zavisnosti od energije kojom raspolažu i vrste zemljišta gdje su usjekli svoje korito, značajne količine suspendovanog i vučenog nanosa. Mada se smatra da najčistije vode u prirodi predstavljaju atmosferilije (meteorološke vode), brojni su primjeri i njihovog zagađenja ( kisele i žute kiše).
370
Nasuprot ovom mišljenju, M.I.Ljvovič (Moskva,1974) smatra da se pri svakoj potrošnji jedan dio vode gubi nepovratno. Voda se pri fizičko-hemijskim i biološkim procesima vezuje za nove proizvode i za duži ili kraći vremenski period (ponekad i potpuno) izlazi iz kruga kretanja vode u prirodi. Od ukupne količine vode koja se troši u naseljima i industriji (563 km3) nepovratno se gubi 141 km3, a ostatak (422 km3) se vraća u vodotoke, jezera i mora kao vrlo zagađena voda.
7.2.1.1.Prirodno zagađivanje voda Kvalitet i fizičko-hemijsko svojstvo vode u prirodi zavisi od niza faktora. Postoji niz fiziogenih izvora koji mogu dovesti do poremećaja kvaliteta vode. Vulkanskim erupcijama, kako onim na kopnu, tako onim na dnu morskih, okeanskih i jezerskih basena, gasoviti, tečni i čvrsti materijal dospijeva u hidrosferu. Od gasova najčešće se javljaju sumpor - dioksid, sumpor – vodonik, ugljen – dioksid, vodonik, hlor i dr. Uočavamo da su to, uglavnom, toksični gasovi koji u vrlo kratkom vremenu mogu uticati na živi svijet. Tečna komponenta vulkanske aktivnosti predstavljena je lavom, čija se temperatura kreće od 950 – 1300oC , koja u kontaktu sa vodom mijenja njenu temperaturu i vrši uticaj na biljni i životinjski svijet. Čvrsti produkti erupcije, pijesak i pepeo, takođe mogu svojim prisustvom izmijeniti hemijski sastav vode, kao i prisustvo i sastav živog svijeta u njima. Geomorfološki agensi (temperatura, voda, vjetar) vrše mehaničko i hemijsko razaranje (eroziju) postojećih, prvenstveno tektonskih oblika reljefa. Često puta, materijal otrgnut od podloge, dospijeva u vodenu sredinu (medijum). Zavisno od granulometrijskog sastava, hemijskog sastava vučenih i suspendovanih čestica, obima i intenziteta transporta erozionog materijala, može se desiti da dođe do povećanog primanja hranljivih i toksičnih materijala u kopnene vode i Svjetsko more.371 Uz hranljive i toksične materije na dno riječnih korita, morskih i jezerskih basena padaju (vrlo često) trupla uginulih organizama, i tu su izložene procesima razgradnje i mineralizacije. Sve ove promjene, u okviru kojih se povećava produkcija (živi svijet u vodama - biomasa) mogu se odvijati u tolerantnim granicama, posebno, kod vodotoka, ali kod jezera postoji poseban evolutivni razvoj (stadijumi u životu jezera) koji dovodi do diferencijacije jezera u tri grupe. Proces povećanja biomase u vodama naziva se eutrofizacija (eutrofikacija), a vode zahvaćene ovim procesom zovu se eutrofne vode.372 Povećana trofičnost373 voda pokazatelj je njihove intenzivne eutrofizacije, pri čemu je antropogena (vještačka) eutrofizacija znatno brža od fiziogene (prirodne). Samo čiste (oligosaprobne) vode pošteđene su eutrofizacije; to su bistre vode i vode bogate kiseonikom, odnosno vode u koje se ne izlivaju industrijske ili komunalne otpadne vode.374 Prema stepenu eutrofičnosti razlikuje se skala od ukupno devet stepeni i međustepeni trofičnosti ekosistema, od kojih su tri osnovna:375 slabo produktivni (oligotrofni; grč. oligos – mali brojem, malo), 371
Materijal, koji bujični tokovi erodiraju u svojim slivovima, brzo dospijeva u vještačka jezera. Njihovi baseni se zasipaju, te se smanjuje prostor za akumulaciju vode, odnosno za prostor za hidrobionte. Velika količina mulja izuzetno negativno djeluje na živi svijet jezera. 372 Prema nekim autorima (D.Tuhtar, 1984) eutrofizacija predstavlja prirodni proces koji se dešava kao rezultat geološkog starenja nekog zatvorenog vodenog basena, na primjer jezera; hranljive materije dospijevaju u jezero putem voda koje se u njega ulijevaju. 373 grč. trophe - hrana 374 Pod otpadnom vodom označavamo vodu koja je promijenila svoje izvorne fizičke, hemijske ili biološke osobine rezultatom ljudskih aktivnosti; opasne supstance označavaju supstance ili grupu supstanci koje su toksične, trajne i podložne bioakumulaciji; zagađujuća materija označava svaku supstancu sposobnu da prouzrokuje zagađenje. 375 Savić I, Terzija V., cit. izd., str. 90-91.
srednje produktivni (mezotrofni), veoma produktivni (politrofni ili eutrofni; grč. eu – povoljno, dobro). U skladu sa ovim stepenima trofičnosti ekosistema, prema sadržaju organskih hranljivih materija (zooplankton, fitoplankton, bentos - organizmi koji žive pričvršćeni za dno i nekton – organizmi koji se aktivno kreću, npr. ribe), kao i mogućnostima za intenzitet organske produkcije, jezera se dijele u tri grupe: distrofna, jezera (Tuz, Van, Mrtvo more) bez organske produkcije, oligotrofna, jezera (Ohridsko, Bodensko) siromašna organskom masom; sadrže malo hranljivih materija, imaju nisku zamućenost i relativno malu biološku populaciju, eutrofna, jezera (Skadarsko, Viktorija) bogata organskim materijama. S porastom eutrofizacije (eutrofikacije) jezera dolazi do promjena u sastavu ihtiofaune i zoobentosa. Salmonidne vrste riba (pastrmka, lipljen, mladica), koje zahtijevaju relativno niske temperature vode i visok sadržaj rastvorenog kiseonika, ustupaju mjesto ribama koje tolerišu topliju vodu (šaran, som) i ostale eutrofne uslove. Proces prirodne eutrofizacije odvija se u svakom vodenom ekosistemu usljed uginuća vodenih organizama i procesa ekoloških sukcesija (transformacije ekosistema). Ovaj proces je veoma spor i odigrava se pod uticajem živih organizama u vodi. Za razliku od njega, proces vještačke eutrofizacije, koja se odvija najčešće pod uticajem antropogenog faktora (razne ljudske aktivnosti), znatno je brži. Kao posljedica ljudskih aktivnosti česte su pojave tzv. cvjetanja algi (njihovo brzo razmnožavanje) sve dok se ne potroše zalihe jednog ili više elemenata. „U tom momentu sve alge počinju da propadaju i umiru što dovodi do brze potrošnje rastvorenog kiseonika, a time i do umiranja i ostalih vodenih organizama (ribe, makrovegetacija i sl.). Cvjetanje algi je praćeno masovnim uginućem riba. Uslijed toga se na dnu akumuliraju velike količine sedimenata“376, što na kraju dovodi do zamočvarenja i iščezavanja jezera. Na kraju ovog odjeljka navešćemo neke od neobičnih slučajeva prirodnog zagađenja voda. Jedan je vezan za rijeku Resavu, lijepu planinsku rijeku koja ističe iz masiva planine Beljanice (Srbija i Crna Gora). Radi se o tome da je riba zagadila vodu ove rijeke. U gornjem toku Resave podignuto je više ribnjaka kalifornijske pastrmke, čiji se izmet zadržava na stjenovitoj podlozi korita. Stijenje je postalo masno i smrdljivo, pa je i voda rijeke primila taj miris, tako da stoka koja osjeti taj miris neće da pije vodu. Bijela rijeka u Španiji. Ništa manje neobično nije ni otkriće bijele rijeke, koje je pobudilo interesovanje u cijelom svijetu. Bijela rijeka ili mjesečevo mlijeko prva je te vrste u svijetu i nalazi se u ambisu rudnika Alsola u regiji Aija, u zemlji Baska, sjeverna Španija. Smatra se da se ova podzemna rijeka sastoji od aluminijum – hidroksida u tečnom stanju. Alsolo ambis predstavlja prirodnu šupljinu u krečnjačkoj oblasti, rudnici su u toku prethodnog vijeka korišćeni za eksploataciju lignita. U zapadnom dijelu Azovskog mora nalazi se zaliv Sivaš, što na turskom jeziku znači „kaljati se“. Zbog toga ga lokalno stanovništvo naziva Gnjilo more. U njemu voda smrdi na trulež. Dno je prekriveno muljem sa ostacima organskog materijala u raspadanju. U sjevernom dijelu živi 58 vrsta planktona i 53 vrste ribe, u srednjem 33 vrste planktona i samo jedna vrsta ribe, a u južnom samo devet vrsta planktona.
376
Tuhtar D. (1984): Zagađenje zraka i vode, Sarajevo, str. 168 – 169.
Povećana kiselost okeana. Povećane količine ugljen-dioksida u atmosferi ne samo da su uzrok promjena klime, nego i Svjetsko more čini više kiselim. Nova prijetnja našoj civilizaciji mogla bi uništiti korale i glavne vrste morske ribe i ostale životinje iz okeana. Iako je fenomen povećanja kiselosti okeana prouzrokovan povećanjem CO2 u atmosferi, ovo nije posljedica globalnog zagrijavanja, već jednostavna reakcija između dva prirodna medija: mora i vazduha. Ugljen – dioksid pomiješan s vodom proizvodi ugljičnu kiselinu koja čini alkalni okean više kiselim. 7.2.1.2. Klasifikacija kvaliteta kopnenih voda Rezultati fizičko - hemijskih, bakterioloških i saprobioloških analiza služe za dobijanje slike o stepenu zagađenja vode. Prema kvalitetu vode, u većini zemalja svijeta je usvojena podjela na četiri klase vode, mada se danas govori i o pet klasa vode (v. saprobiološke klase vode). Suštinske razlike između ovih podjela nema, jer su glavni indikatori koji determinišu klasu (kvalitet) vode isti i kod jedne i druge klasifikacije. Vode I klase. Vode prve klase su najčistije prirodne vode. Bogate su kiseonikom i mogu se u svom prirodnom stanju (uz eventualnu dezinfekciju) koristiti za piće i u prehrambenoj industriji. U rijekama i jezerima ove klase voda žive najplemenitije vrste riba iz porodice salmonide (Salmonidae, lat.salmo – pastrmka): pastrmka, mladica, losos. Vode prve klase ne smiju imati miris, vidljivu boju, niti vidljive otpadne materije. Granične vrijednosti ostalih indikatora su dati u Tabeli 41. Vode II klase. Vode druge klase su još uvijek relativno čiste vode i u prirodnom stanju pogodne za kupanje i rekreaciju ljudi, kao i za gajenje riba iz porodice cipranida (lat. Cuprinus carpio – šaran): šaran, som, štuka, kečiga i dr. Ove vode, uz odgovarajuću tehnološku obradu mogu se koristiti za vodosnabdijevanje stanovništva („fabrike vode“) , ali i industrijskih grana kojima treba čista voda. Vode ove klase ne smiju imati miris, primjetnu boju, niti vidljive otpadne materije (v. Tabelu 41). Vode III klase. Ovo su vode pogodne za navodnjavanje, za industriju (osim prehrambene i farmaceutske) i ribogojstvo (šaranski ribnjaci). Prečišćavanje ove vode je tehnološki moguće, ali je izuzetno skupo. Samo ekonomski bogate zemlje, kojima nedostaje voda za piće, prečišćavaju vode III klase (na primjer, Holandija za ove svrhe koristi vodu iz zagađene Rajne). Vidljive otpadne materije kod voda treće klase ne smiju biti vidljive. Vode IV klase. Vode četvrte klase su sve one vode koje se ne mogu svrstati u prethodne tri klase. To su vode zagađene preko maksimalno dozvoljene koncentracije (MDK), privredno potpuno neupotrebljive (osim za riječni saobraćaj i korišćenje u hidroelektranama). Vode rijeka ove klase imaju specifičan miris (od sumporvodonika), boja im je tamnosiva, a brojni su otpadi i materije koje plivaju po vodnom ogledalu ili se nalaze u riječnom koritu. Granične vrijednosti indikatora kvaliteta voda četvrte klase su dati u Tabeli 41. Teško je odrediti, na osnovu ove klasifikacije, pripadnost neke rijeke određenoj klasi. Niz faktora utiče, i u relativno kratkom vremenskom periodu, na pripadnost rijeke nekoj klasi: zamiranje ili oživljavanje rudarstva, industrijske ili poljoprivredne proizvodnje u riječnim slivovima, zastarjelost ili savremenost tehnologije i opreme u proizvodnim procesima, kao i zakonski propisi koji štite vode od zagađenja.
Tabela 41. Granične vrijednosti indikatora za pojedine klase kopnenih voda Red. broj 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Klase kvaliteta vode Indikatori Suspendovana materija (mg/l) Ukupni ostatak pri isparavanju (mg/l) Rastvoreni kiseonik (mg/O2/l)* BPK5 (mg/O2/l)
I
II
III
Napomena
IV
< 10
<30
<80
Nema zahtjeva
<3501) 8002) >8
<1.000
<1.500
Nema zahtjeva
>6
>4
>0,5
<2
<4
<7
Stepen saprobnosti Po Liebmannu# Vidljiva boja Stepen produktivnosti (jezera)**
Oligosaprobna
Nema zahtjeva Nema zahtjeva
# Betamezo – AlfamezoNe važi za saprobna saprobna prirodna jezera Bez vidljive boje okom Nema zahtjeva za III i IV klasu ** Ne važi za vode u Eutrofna
Maksimalni broj koliformnih klica Primjetljiv miris Vidljive otpadne maTerije Vrijednost pH Toksične materije, izmjena temperature i drugi indikatori štetnosti
Max. 200 Max. 6000 u 100 ml u 100 ml Bez mirisa Bez vidljive otpadne materije
Oligotrofna
*
Ne važi za prirodna jezera
kraškim predjelima i površinske vode
Nema zahtjeva Nema zahtjeva Nema zahtjeva
6.8-8.5 6.8 – 8.5 <6.8 Nema zahtjeva Ne smiju se nalaziti ni u jednoj klasi iznad propisanih granica. 1) Vrijednost za površinske vode; 2) Vrijednost za podzemne vode
(Izvor: Dukić,Stanković, 1980; Komunalna higijena, 1998)
Fizičko-hemijske osobine vode utvrđuju se analizom 36 indikatora, biološke pomoću dva, a bakteriološke pomoću jednog. U praksi se za klasifikaciju kvaliteta upotrebljava uglavnom jedanaest indikatora (v. Tab. 41). Među indikatorima (pokazateljima) najveći značaj u praksi imaju ukupan ostatak pri isparavanju, biohemijska potrošnja kiseonika za 5 dana BPK5 377 i saprobnost vode. S obzirom na kompleksnost i značaj klasifikacije kvaliteta kopnenih voda, u cilju boljeg razumijevanja problema zagađenja hidrosfere objasnićemo značaj nekih od bitnih indikatora.378 Ukupan ostatak pri isparavanju (mg/l) pokazuje promjene u količini organskih i anorganskih materija od jednog do drugog poprečnog profila na rijeci. Najčistije površinske vode imaju manje od 350 mg/l ukupnog ostatka pri isparavanju. Biohemijska potrošnja kiseonika za 5 dana (BPK5) predstavlja potrošenu količinu kiseonika rastvorenog u vodi za proces oksidacije i razlaganje materija, to jest za biološko samoprečišćavanje rijeka, jezera i mora. Ukoliko je BPK5 (u mg O2/l) manja voda je čistija; najčistije površinske vode imaju BPK5 manje od 2 mg O2/l. 377
Smatra se da je BPK5 kvalitativno najbolji kriterij za ocjenu kvaliteta voda; što je veća BPK to je voda zagađenija. Standardno vrijeme za određivanje je 5 dana na 20oC. 378 Opširnije vidjeti: Dukić D., Tešić M., Stanković S., Zaštita prirode, cit. izd., str. 6 – 12; Komunalna higijena, cit. izd., str. 19-31; Tuhtar D., Zagađenje zraka i vode, Sarajevo, 1984, str143 – 164.
Nerijetko se za analizu voda zagađenih organskim materijama, pored vrijednosti BPK5, upotrebljava kalijum - permanganat (KMnO4). Organske materije (ljudskog, životinjskog, biljnog ili industrijskog porijekla) u kiselom, neutralnom ili alkalnom rastvoru oksidišu sa KMnO4 i on se više ili manje reducira (smanjuje). Potrošnja KMnO4 je utoliko veća, ukoliko voda sadrži više organskih materija; podzemne vode imaju obično potrošnju od 3-6 mg/l, a vode zagađene fekalijama i preko 60 mg/l KMnO4. Saprobnost (biološki indikator kvaliteta površinske vode) pokazuje bakteriološke osobenosti vode; istovremeno potvrđuje fizičko-hemijske nalaze (analize) uz naglašeno stanje kvaliteta voda nastalog dugotrajnim (dužim) antropogenim uticajima. Činjenica je da se promjenom parametara koji određuju kvalitet vode mijenjaju i organizmi kojima je određena voda prirodno stanište; u zagađenim vodama naglo se smanjuje broj biljnih i životinjskih organizama koji su indikatori kvalitetne vode, a povećava se broj organizama koji, s lakoćom, podnose nečiste vode. Definišući saprobnost kao jedan od parametara kvaliteta vode možemo konstatovati da se pojedini hidrobionti379 pojavljuju u površinskim vodama određenog kvaliteta i da njihovo prisustvo ukazuje na kvalitet vode. Prema karakterističnim vrstama organizama i njihovoj gustini u uzetim uzorcima vode na različitim lokacijama, izdvojeno je pet saprobioloških klasa vode sa hidrobiontima označenim kao bioindikatorima: oligosaprobna – čista voda; nastanjuju je ksenosaprobi (stanovnici čistih voda na prelazu potpuno čistih i minimalno opterećenih) i oligosaprobi (stanovnici čistih, malo opterećenih voda), ß-mezosaprobna – slabije zagađena voda; u njoj se pojavljuju betamezosaprobi (stanovnici umjerenog zagađenja – srednje čiste vode), α-mezosaprobna – jače zagađena voda; u njoj se pojavljuju alfamezosaprobi (stanovnici zagađenih voda), polisaprobna – jako zagađena voda sa polisaprobima (stanovnici jako zagađenih voda), azoična (beživotna) – potpuno zagađena voda; često se azoična voda ("voda izvan klasa") uvrštava u IV klasu (vode zagađene preko maksimalno dozvoljene koncentracije). 7.2.1.3. Hemijsko zagađivanje voda Najznačajniji i najobimniji izvor vještačkog zagađivanja voda predstavlja hemijsko zagađivanje. Osnovni izvori sve veće koncentracije antropogenog opterećenja u vodnim sistemima su ljudska naselja, industrija i poljoprivreda (filigracioni380 procesi sa agrarnih površina). Prema hemijskoj prirodi zagađujuće materije, zagađenje može biti organsko i neorgansko. Organske materije. U ovu kategoriju polutanata spadaju pesticidi, deterdženti, razni industrijski organski proizvodi, te produkti raspadanja drugih organskih materija. Sa intenzivnim razvojem organske (sintetičke) hemije u vodu dospijeva sve više polutanata o čijem se uticaju na životnu sredinu (i hidrosferni kompleks) vrlo malo zna.
379 380
Hidrobiont, grč.hydor – voda + bios – život; zajednički naziv za sve organizme koji žive u vodi. Filigracija – procjeđivanje, propuštanje tekućine kroz filter
Pesticidi. Sva hemijska sredstva koja se upotrebljavaju za zaštitu kulturnih biljaka od raznih štetnih insekata, mnogih biljnih bolesti, korova i trava nazivaju se pesticidi.381 Danas se za tu svrhu koristi preko 20 tipova pesticida, koji se razlikuju kako po objektu na koji dejstvuju tako i po mehanizmu dejstva. Po sastavu i strukturi pesticidi pripadaju raznim klasama organskih jedinjenja. U pesticide spadaju: insekticidi, fungicidi, rodenticidi, herbicidi i dr. Fungicidi su hemijski proizvodi koji uništavaju gljivice, plijesan (na primjer "bordoska" čorba, bakarni kamen, kalifornijska čorba i dr.). Rodenticidi su supstance koje se upotrebljavaju za uništenje glodara. Herbicidi su hemijski proizvodi za uništavanje korova i trava (na primjer atrazin spriječava fotosintezu). U sastavu savremenih herbicida nalaze se elementi kao Cl, Br, Hg i dr. Pesticidi djeluju toksično na nervni sistem živog svijeta voda, tako da „već 0,5 mg/l DDT-ija382 kao emulzija383 ubija sve ribe“. Kada je DDT u pitanju, vrlo brzo se pokazalo da su neki insekti otporni prema dejstvu DDT-ija, pa čak mogu ovu svoju rezistentnost da prenose i na svoje potomstvo. Druga nezgodna osobina DDT-ija, koja je doprinijela da se njegova upotreba sve više ograničava, je činjenica da on i poslije 10 - 15 godina ostaje oko 50% u pedosferi nerazložen. Zbog toga se nagomilava u tkivu čovjeka i životinja, gdje može da izazove neželjene posljedice. Naime, DDT je hlorovani ugljovodonik (insekticid koji sadrži halogeni384 elemenat hlor) koji se rastvara u mastima i nagomilava se u većoj koncentraciji u masnom tkivu većine životinja. Preko hrane, počev od riba i ostalih životinja DDT najzad dospijeva i u ljudski organizam. Nafta (petroleum)385 predstavlja neobično značajan energetski izvor i hemijsku sirovinu. Za nešto više od jednog vijeka industrija nafte postala je jedna od najmoćnijih industrijskih grana, ali i značajan izvor emisije polutanata u geografski omotač. Nafta se sve češće zapaža na vodnom ogledalu plovnih rijeka i kanala, a ima je i u vodi manjih vodotoka oko naftonosnih polja.U količini od svega 0.1 mg u litri vode nafta daje ribljem mesu neugodan ukus, koji se ne može ukloniti nikakvom tehnologijom obrade; takva riba se ne može koristiti ni za ishranu stoke, nego se uništava. „Koncentracija derivata nafte preko 16 mg/l izaziva uginuće ribe, dok tanka opna nafte na površini vode ometa razmenu gasova iz vode u atmosferu i obratno“.386 Deterdženti. S obzirom da su sapuni (krajem XIX vijeka razvijena industrijska grana) pokazali niz nedostataka, hemičari su nastojali duže vremena da pronađu podesnije sredstvo za pranje od sapuna. Moderna sredstva za pranje, koja nalaze sve veću primjenu, poznata su pod imenom sintetički detergenti387, a predstavljaju smjesu više supstanci. Nedostatak nekih sintetičkih 381
lat. pestis – zaraza + caedo – ubiti, usmrtiti. DDT (hlor-fenotan), (p-Dihlor-difenil-trihlorefan) je bezbojna kristalna supstanca i upotrebljava(o) se kao insekticid. DDT je sintetizovao Cajdler (O.Zeidler) 1874. godine, a njegove insekticidne osobine otkrio je Miler (P. Müller, 1899 – 1965) 1939. godine. 383 Emulzija (lat.emulgere – izmusti, isušiti), tečni oblik disperznih sistema složen od dvije tekućine koje se međusobno ne spajaju niti se jedna u drugoj rastvaraju, nego se jedna od njih nalazi raspršena u obliku mikroskopski sitnih čestica kao unutrašnja faza (tzv. emulzoid) u drugoj spoljašnjoj fazi kao disperzionom sredstvu (npr. mlijeko je prirodna emulzija u kojoj se nalazi puter raspršen u obliku sitnih čestica u vodi). 384 Halogeni (grč. halos – so + genesis – stvaranje, postanak), koji stvara so. 385 Riječ petroleum je izvedena od grčke riječi "petra" – stijena, kamen i latinske riječi "oleum" – ulje. Izraz nafta upotrebljavali su Latini i Grci za zapaljivu, isparljivu tečnost koja se dobija destilacijom katrana kamenog uglja. 386 Zaštita prirode, cit. izd., str. 11. 387 U našem jeziku se odomaćio termin "deterdženti" prema engleskom izgovoru ove latinske riječi (lat. detergere – čistiti). 382
deterdženata je što se ne mogu bakterijski razgraditi u prostije supstance (kao što to čine sapuni), pa često dolazi u otpadnim vodama do stvaranja ogromne količine pjene koja se teško uklanja, a uslijed toga nastaje onečišćenje vodotoka, jezera, mora i okeana. Možemo stoga, s pravom, zaključiti da većina sintetičkih deterdženata zagađuje hidrosferu i životnu sredinu. Oni su veoma opasni po biocenozu mnogih voda: koncentracija od 0.5 mg/l izaziva pjenušanje na površini vode, dok 2 mg/l kationskih deterdženata uništavaju sve alge, a 20 mg/l dovodi do potpune sterilizacije u vodi. Anion aktivni deterdženti u koncentraciji od 5 mg/l izazivaju uginuće riba u vremenu od 10 do 100 sati.388 Fenoli (fenol, pirokatelin, rezorcin) su aromatična jedinjenja, bezbojne čvrste ili tečne supstance koje polako oksidiraju na vazduhu i pri tome dobijaju žutu ili crvenu boju; sa porastom broja OH– grupa fenola rastvorljivost u vodi se povećava. Fenoli se nalaze u katranu kamenog uglja a mogu nastati i od destilacije drveta i najrasprostranjenija su grupa hemijskih zagađivača riječne vode. Čak i u koncentracijama od svega 0.01 mg/l daju ribljem mesu neugodan miris (miris karbola389). Ako se u organizam unese oko jedan gram fenola, on može da izazove smrt. Osim nabrojanih materija, u površinske i podzemne vode dospijevaju i druge vrlo štetne materije: hlor je toksičan za većinu riba čak i u koncentracijama od 0.05 – 0.20 mg/l, a ozon u koncentracijama od 0.01 mg/l. O amonijaku je već bilo riječi, no treba znati da slobodni amonijak (NH3) je jedan od najjačih otrova za ribe ( u koncentracijama od 0.2–1 mg/l). Sumpor – vodonik (H2S) u koncentracijama većim od 1 mg/l je takođe izuzetno otrovan za ihtiofaunu, mada se ribe uspijevaju oporaviti od takvog trovanja ako se prenesu u čistu vodu. Veoma su otrovni i teški metali (mangan, nikl, cirkonij, cink, arsen, kadmijum, olovo, gvožđe i bakar) i njihove soli, koji dospijevaju u vodotoke i akumulacije iz industrijskih postrojenja i flotacija rudnika. 7.2.1.4. Industrijske otpadne vode Kod procesa eutrofizacije naveli smo da značajnu ulogu igraju otpadne vode. Po svom porijeklu i sastavu otpadne vode se mogu podijeliti na industrijske i komunalne otpadne vode. U zavisnosti od industrijske grane i dominantnog tehnološkog procesa u preradi sirovina i polufabrikata (polugotovih proizvoda), u industrijskim otpadnim vodama se mogu naći organske, neorganske ili različite kategorije razgradivih ili nerazgradivih hemijskih materija. To istovremeno znači da se u industrijskim otpadnim vodama može naći niz opasnih materija koje dolaze rastvorene, suspendovane ili adsorbovane u emisiji suspendovanih ili vučenih čestica. Količina polutanata varira od dnevnog opterećenja industrijskih objekata, od godišnjeg doba, od vrste prečišćivača i dr. Voda za hlađenje je najmanje reaktivna, te je i najmanje zagađena.390 Voda koja je prisutna u industrijskom proizvodnom procesu je mnogo više zagađena i njeno prečišćavanje, prije ispuštanja iz fabričkog kruga, je neophodno.
388
Zaštita prirode, cit. izd., str. 10. Fenol toksično djeluje na mikroorganizme, spada u najstarije anastetike i ranije je dosta upotrebljavan; danas se isključivo koristi za dezinfekciju predmeta i izlučevina u obliku razblaženog vodenog rastvora (Aqua phenoli) kao antiseptično sredstvo, pod imenom karbol, a on je otrovan . 390 Voda za hlađenje nakon upotrebe obično se ne prečišćava, nego se direktno ispušta u recipijent (lat. recipere – primiti). 389
Tabela 42. Indikatori kvaliteta otpadnih voda pojedinih industrijskih grana Red. broj
Industrijska grana
1. Aluminijska 2. Automobilska
3. Prerada šećerne repe
4. Industrija pića
5.
Prerada voća i povrća
6.
Industrija stočne hrane Industrija mineralnih đubriva (azotna)
7.
8. Fosfatna đubriva
9. Industrija cementa 10.
Industrija azbesta
11.
Mlinska industrija
12. Industrija anorganskih hemikalija
13.
Prisustvo polutanata (indikatori kvaliteta) I grupa II grupa Suspendovane čvrste materije, Ukupno rastvorene čvrste materije slobodni hlor, fluorid, fosfor, (URČM), aluminijum, fenoli ulje i masti, pH Suspendovane čvrste materije, ulje i HPK, hloridi, nitrati, amonijak, masti, BPK5, hrom, fosfor, nikl, olovo, kadmijum, URČM, sulfat cijanidi, bakar, gvožđe, fenoli BPK5, pH, suspendovane čvrste materije, filtrirajuće čvrste materije ukupan broj koliformnih klica, toksične materije, ulja i masti
Alkalitet, ukupni azot, temperatura, URČM, boja, pjena
BPK5,pH, suspendovane čvrste ma – terije, filtrirajuće čvrste materije ukupan broj koliformnih klica, ulja i masti, toksične materije BPK5, HPK, pH, suspendovane čvrste materije
Azot, fosfor, temperatura, URČM, boja, turbiditet
BPK5, HPK, suspendovane čvrste materije, pH Amonijak, hloridi, hrom, rastvorene čvrste materije, nitrati, sulfati, suspendovane čvrste materije, urea i osatala organska jedinjenja azota, Kalcijum, suspendovane rastvorene čvrste materije, fluorid, rN, fosfor čvrste materije, temperatura HPK, pH, suspendovane materije, temperatura
čvrste
BPK5, HPK, pH, suspendovane čvrste materije BPK5, suspendovane čvrste materije, temperatura Aciditet/alkalitet, ukupne čvrste materije, ukupne suspendovane čvrste materije, URČM, hloridi, sulfati
Boja, fekalne koliformne bakterije, ukupni fosfor,temperatura, ukupni organski ugljenik, URČM Fekakne koliformne bakterije, azot Fosfat, ukupan organski ugljenik Kalcijum, HPK, hemikalije za prečišćavanje gasa, gvožđe, ulje i masti, pH, fosfati, natrijum, temperatura Aciditet (kiselost), aluminijum, arsen, gvožđe, živa, azot, uranijum, sulfati Hromati, alkalitet, cink, sulfiti, URČM Hromati, fosfati, cink, sulfiti, URČM HPK, pH, ukupni organski ugljenik, URČM BPK5, HPK, ukupni organski ugljenik, fenol, fluoridi, silikati, ukupni fosfor, cijanidi, živa, hrom, olovo, titanijum, gvožđe,bor, arsen, temperatura Alkalitet, boja, tvrdoća, azot, natrijum-hlorid, temperatura, toksičnost
Industrija kože
BPK5, HPK, hrom, mast, pH, suspendovane čvrste materije, ukupne čvrste materije
Industrija čelika
Ulja i masti, pH, hlorid, sulfat, amonijak, cijanid, fenol, Suspendovane čvrste materije, gvožđe, hrom, temperatura, cink
14.
Red. broj 15.
Industrijska grana
Industrija mliječnih proizvoda 16.
Metalska industrija
17.
Industrija orgakih hemikalija
18. Rafinerija nafte
19.
Industrija plast – ičnih materijala i sintetike
20. Industrija celuloze i papira
Prisustvo polutanata (indikatori kvaliteta) I grupa II grupa BPK5, pH, suspendovane čvrste maAmonijak, turbiditet, URČM, terije, sedimentne materije, ulja i fosfati, boja masti, ukupne koliformne bakterije, toksične materije HPK, ulja i masti, teški metali, suspendovane čvrste materije,cijanidi BPK5, HPK, pH, URČM, slobodno Ukupan organski ugljenik, hlor, plivajuće ulje teški metali, cijanidi, fenol Amonijak, BPK5, hrom, HPK, Hloridi, boja, bakar, cijanidi, ukupno ulje, pH, fenol, sulfid, gvožđe, olovo, merkaptani (tioalsuspendovane čvrste materije, koholi), azot, miris, ukupni fosfor temperatura,URČM ukupan organski ugljenik, toksičnost, turbiditet, cink BPK5,HPK,pH, ukupne suspendo- URČM, sulfati, fosfor, nitrat, vane čvrste materije, fenoli organski azot, amonijak, cijanidi, toksični aditivi i materije, hlorisani benzonoidi BPK5, HPK, ukupni organski uglje – Cink, merkaptani, hranjive materije, nik, pH, ukupne suspendovane URČM čvrste materije, koliformne bakterije - ukupne i fekalne, boja, teški metali, toksične materije, amonijak, ulje i masti, fenoli, sulfit
Da bi se mogao uočiti diverzitet akvapolutanata, pokušaćemo analizirati važnije industrijske grane, sa osnovnim odlikama njihovih otpadnih voda391 koje se javljaju u odgovarajućem procesu. Veliki broj industrijskih grana proizvodi brojne polutante. U Tabeli 42.392 dat je pregled otpadnih voda vodećih industrija u svijetu. Treba naglasiti da je u ovoj tabeli prezentirana indikativna raznovrsnost polutanata koji mogu doći u hidrosferni kompleks, a od načina i stepena prečišćavanja u pojedinačnim slučajevima zavisi obim i intenzitet prisustva tih polutanata u životnoj sredini. Metalska industrija. Pod metalskom industrijom u ovom slučaju podrazumijevamo metaloprerađivačku industriju i crnu metalurgiju. Pri proizvodnji gvožđa i čelika troše se ogromne količine vode (od 100 – 150 tona vode po toni čelika). Kod dobijanja čelika393 otpadne vode potiču od procesa koksovanja394 uglja, pranja gasova iz dimnjaka visokih peći i hlađenja čelika. Druge grane metalske industrije proizvode otpadne vode sličnog sastava. Hemijska industrija. Organska i anorganska hemijska industrija stvaraju otpadne vode koje sadrže raznovrsne polutante. Prema dosadašnjim analizama tih otpadnih voda, riječ je, 391
Opširnije vidjeti: H.F. Lund: Industrial Pollution Control Handbook, McGraw-Hill, New York, 1971. N.L. Nemerow: Liquid Waste of Industry, Addison – Wesley Pub. Co., Reading, Mass., 1971. 392 Izvor podataka za tabelu: U.S. Environmental Protection Agency: Hanbook for Monitoring Industrial Wastewater, pp. (4-1) – (4-12), U.S. Govt. Printing Office, Washington, D.C., 1973. 393 Čelik je legura gvožđa sa manje od 1,8% ugljenika; plemeniti ili legirani čelik dobija se legiranjem običnog čelika sa sljedećim elementima: niklom, hromom, volframom, molibdenom, vanadijumom, tantalom, manganom, bakrom, titanom, aluminijumom i silicijumom. 394 Koks je industrijski proizvod koji se najvećim dijelom sastoji od ugljenika (96%) i dobija se pri suhoj destilaciji kamenog uglja (iz 100 kg uglja dobije se 65 kg koksa). Koks se najviše koristi kod dobijanja gvožđa i čelika.
uglavnom, o kiselim vodama, zbog široke upotrebe kiselina u proizvodnji hemikalija. S obzirom na značajnu kiselost (pH 1 – 3)395 ove otpadne vode se moraju, prije ispuštanja u recipijent, prethodno neutralisati, da pH bude najmanje 6. Savremena detekcija (otkrivanje) polutanata sve više registruje prisustvo teških metala. Možemo se složiti i sa činjenicom da je skoro nemoguće nabrojati sve vrste hemikalija koje danas dospijevaju u vodu. Pitanje je samo koliki je dio onih koje se (ne)svjesno ispuštaju sa otpadnim vodama. Prehrambena industrija. Ova grana industrije troši velike količine vode, uglavnom I klase. Zbog toga su troškovi proizvodnje izuzetno visoki, pa se nastoji da se dio iskorišćene vode reciklira. Na primjer „voda prethodno iskorišćena za hlađenje upotrebljava se za pranje ulaznih sirovina, zatim za ispiranje nakupljenih otpadaka i na kraju za, recimo, hlađenje pepela u energani tvornice“.396 Efekti koje izazivaju otpadne vode pojedinih grana prehrambene industrije slični su efektima koje izazivaju gradske (prvenstveno fekalne) vode, jer troše velike količine rastvorenog kiseonika. Tekstilna industrija. Brojna istraživanja potvrđuju činjenicu da tekstilna industrija spada među najveće potrošače, ali i najveće zagađivače vode. Otpadne vode su najčešće obojene, imaju visou koncentraciju suspendovanih materija i visoku temperaturu. Boje i bojenje.397 Naše oko je osjetljivo na elektromagnetne oscilacije čija se talasna dužina nalazi u području od oko 400 – 760 nm (nanometara) vidljivog dijela Sunčevog spektra (Tabela 43.) Tabela 43. Odnos između boje apsorbovane i zapažene boje Red. broj 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Apsorbovana svjetlost Talasna dužina (u nm) Boja apsorbovane svjetlosti 400-435 ljubičasta 435-480 plava 480-490 zelenoplava 490-500 plavozelena 500-560 zelena 560-580 žutozelena 580-595 žuta 595-605 oranž 605-760 crvena
Zapažena boja(komplementarna vidljiva boja) žutozelena žuta oranž crvena purpurna (rumena) ljubičasta plava zelenoplava plavozelena
(Izvor: Arsenijević, 1997)
Razlaganjem vidljivog dijela Sunčevog spektra dobijaju se tri osnovne boje: crvena, žuta i plava, a pored ovih glavnih javljaju se i tri mješavine osnovnih boja: crvena + žuta = narandžasta, žuta + plava = zelena, crvena + plava = ljubičasta.
395
Kiseli rastvori se odlikuju većom koncentracijom kationa (H+), a alkalni rastvori većom koncentracijom aniona (OH-). 396 D. Tuhtar, cit. izd., str. 195. 397 Opširnije vidjeti: Arsenijević S., Organska hemija, cit.izd., str. 776 – 780.
„Da bi se stekao utisak boje neke supstance398 ona bi morala da apsorbuje svetlosni dio iz vidljivog područja, što inače predstavlja najčešći uzrok pojave boje. Zapažena boja na supstanci je komplementarna boji apsorbovanog područja talasa, nastala mešanjem svih preostalih talasa vidljivog spektra. Prema tome, zapažena boja je smesa svih boja, izuzev jedne i to one apsorbovane. Na primer, indigo ima tamnoplavu boju zbog toga što on apsorbuje žutu svetlost, a smesa svih boja, izuzev žute, zapaža se kao plava boja (Tabela 43.)" (Arsenijević, 1997). Iz prethodnog teksta se zaključuje da zapažena boja (boja koju oko registruje) i apsorbovana boja nisu iste. Boja se, inače, definiše kao obojena supstanca koja se veoma čvrsto drži vezana za vlakno, tako da se s njega ne može eliminisati sredstvima za pranje, a niti uništiti pomoću spektra Sunčeve svjetlosti. Prirodne boje bile su poznate u prvim danima ljudske civilizacije i većinom su dobijane iz biljnih i životinjskih organizama ili iz nekih minerala.399 Od polovine XIX vijeka počinje razvoj industrije sintetičkih boja (vještačkih boja) zahvaljujući otkriću aromatičnih ugljovodonika u katranu kamenog uglja. Pošto je u početku anilin (bezbojna otrovna tečnost, ulje aromatičnih ugljovodonika) uglavnom upotrebljavan kao polazna supstanca za dobijanje velikog broja vještačkih organskih boja, to se prema njemu sve ove boje nazivaju anilinske boje. Bez obzira na klasifikaciju boja (bazne i kisele boje), direktne (supstantivne) i indirektne (adjektivne) boje) u pogledu otpadnih voda tekstilne industrije najznačajnije su one boje kod kojih se, u procesu proizvodnje, koriste toksične hemikalije. Nije zanemarljiv ni uticaj nepostojanih boja (boje koje otpuštaju tekstilni predmeti kod pranja ili kod znojenja), a koje dospijevaju u hidrosferni kompleks. Otpadne materije tekstilne industrije, koje nastaju u procesu kuhanja vlakana i stvaranja platna, izazivaju visoki BPK. Često su znatno alkalne, pa se moraju prethodno neutralisati. Karakter zagađenosti zavisi od hemikalija koje se upotrebljavaju u pojedinim fazama proizvodnje, dok znatna količina otpadaka dolazi i iz samih tekstilnih vlakana (D. Tuhtar, 1984). Industrija celuloze i papira (hartije). Celuloza400 spada u veoma rasprostranjena organska jedinjenja u prirodi; čini osnovnu građu svih biljaka, a nalazi se i u građi nekih nižih morskih životinja. Celuloza je vrlo otporna prema hemikalijama i zato može lako da se odvoji od ostalih primjesa koje se nalaze u drvetu. Za industrijske svrhe dobija se iz drveta kuhanjem ( s kalcijum - bisulfitom ili natrijum - hidroksidom). Celuloza se danas u svijetu proizvodi u velikoj količini i služi za dobijanje hartije, vate, tkanina i dr. Čista celuloza dobija se iz lana i pamuka. Hartija401 se industrijski proizvodi od celuloznih vlakana koja se najviše dobijaju od mekog drveta (vrlo rijetko od tvrdog), zatim od lana, jute, konoplje, slame, pamučnih i lanenih krpa, stare hartije i dr. Hartija slabijeg kvaliteta pravi se od drveta i slame. Proizvodnja celuloze i hartije (papira) višestruko ugrožava životnu sredinu. I jedna i druga industrijska proizvodnja su značajni distributeri polutanata u atmosferu. Istovremeno, u njihovoj proizvodnji, u svakoj od faza, koriste se ogromne količine vode (prevoz drveta u 398
Supstanca – materija (materijal) koji ima stalan hemijski sastav i određene fizičke i hemijske osobine; može biti u tečnom, čvrstom ili gasovitom stanju. Materija – građa od koje se sastoji vasiona, karakteriše se masom i zauzimanjem prostora (zapreminom); materijal – izraz koji se upotrebljava za materiju, bilo da je ona heterogena ili homogena. 399 Za bojenje tekstila korišćena je kora, lišće i cvijetovi različitog drveća (kora jasena, hrasta, oraha, šljive, divlje jabuke, lišće dunje i breskve). 400 Naziv celuloza dolazi od latinske riječi cellula – mali prostor, ćelijica. 401 Opširnije vidjeti: Arsenijević S., Organska hemija, cit. izd., str. 605 – 610.
fabričkom krugu, mljevenje i kuhanje drveta, izbjeljivanje hlorom ili natrijum - hipohloritom, rafinisanje i nastajanje listova hartije). Otpadne vode ovih industrija sadrže hemikalije koje se upotrebljavaju u procesu dobijanja papira, male komadiće kore i drveta i otopljeni lignin402 iz drveta. "Otpadne vode ovih industrija imaju veliki sadržaj čvrstih materija koje brzo prekriju dno rijeke slojem debljine nekoliko desetaka centimetara, uništavajući riblji i akvatični svijet koji ovisi o hrani sa dna korita rijeka".403 Boja otpadnih voda industrijskih objekata gdje se dobijaju celuloza i papir je često tamna (tamnosmeđa) čime se sprječava proces fotosinteze akvatičnih biljaka; ove otpadne vode imaju i vrlo neugodan miris od organskih sumpornih jedinjenja (merkoptana) i jedinjenja koja se dodaju kao zaštita drveta. Merkaptani (tioalkoholi) sumpor vodonične tečnosti s jakim neugodnim mirisom nastaju truljenjem bjelančevina u kojima ima sumpora. Zbog neugodnog mirisa mogu se otkriti kada su prisutni u tragovima (jedan dio na 5 · 1010 dijelova vazduha). Petrohemija. Petrohemija je grana tehničke hemije koja se bavi dobijanjem proizvoda iz nafte i prirodnog gasa. Danas je proizvodnja ovih organskih supstanci, petrohemikalija, za industrijske potrebe tolika da iznosi oko 70% proizvodnje svih hemikalija. Poznato je preko 3000 proizvoda koji se dobijaju od nafte kao osnovne sirovine (vještački kaučuk, plastična masa, lijekovi, boje, deterdženti, eksplozivi, insekticidi, lakovi, kozmetički preparati, rastvori i dr.). U preradi nafte, u rafinerijama, troše se velike količine vode. S obzirom na veliki broj proizvoda, u petrohemijskoj industriji je aktuelno značajno prisustvo različitih polutanata. Mnoga organska jedinjenja, kod proizvodnje petrohemikalija, mijenjaju miris i ukus vode već pri malim koncentracijama, ranga veličine ppbv ili ppmv. Otpadne vode (tečne otpadne materije) javljaju se prilikom istovara/utovara sirovina i gotovih proizvoda, zatim kod niza tehnoloških faza (destilacije, frakcionisanja, alkilacije404 i dr.). Ove otpadne vode sadrže suspendovane i rastvorene čvrste materije, ulja, voskove, sulfide, hloride, tioalkohole, fenole i veći broj ostalih polutanata. Prema D. Tuhtaru (1984) ove otpadne vode mogu biti kisele i vrlo alkalne. Zagađenja vode teškim metalima. Praćenje zagađenja vode (ali i zemljišta) teškim metalima (metali koji imaju gustinu veću od 5 g · cm-3) od velikog je značaja za ukupnu zaštitu životne sredine. Razlog više je činjenica da su teški metali kao kontaminant toksični i bio – nerazgradljivi, tako da ulaze u lance ishrane i mogu da se akumuliraju u pojedinim organizmima. Njihova toksičnost ide čak i u koncentracijama u tragovima. Najnovija istraživanja ukazuju da su po štetnim efektima po životnu srediu teški metali (Pb, Zn, Cd, Cu) na drugom mjestu (iza pesticida). "Lanac kontaminacije teškim metalima ide u biogeohemijskom ciklusu: atmosfera – tlo – biljni svijet – životinjski svijet – čovjek. Oblast od posebnog interesa je detekcija teških
402
Lignin je amorfni polimer (supstanca s ogromnim molekulima – molekule velikih relativnih molekulskih masa) i ne rastvara se u vodi. Lignin se odlikuje neobično velikom molekulskom masom , a odvaja se od celuloze kuhanjem usitnjenog drveta na 130-150oC, sa vodenim rastvorom kalcijum- i magnezijum – hidrogen - sulfita, pri čemu prelazi u rastvor. 403 D. Tuhtar, cit. izd., str. 197. 404 Spajanje nižih molekula u više za razliku od "krekovanja" (hemijsko razbijanje viših molekula u niže); ovi procesi (alkilacija i krekovanje) se javljaju kod prerade sirove nafte.
metala i metaloida u matricama u okolini i njihovo dalje prodiranje u druge segmente sistema u okolini".405 Tabela 44. Kritične koncentracije metala Metal Pb Cd Cu Zn
Sadržaj metala u prirodnim Granične koncentracije za ribe vodama (µg/ml) u prirodnoj vodi (µg/ml) 0.5 20 0.04 0.5 – 5.0 0.6 6.0 – 30 5.0 5.0 (Izvor: Technologica Acta,2004)
Povećana koncentracija metala u prirodnim vodama ozbiljno ugrožava akvatični svijet. EPA (Agencija za zaštitu životne sredine) je 1995. godine dala revidirane kriterije za metale u prirodnoj vodi, kod određene tvrdoće vode. Uveden je kriterij CMC (Criteria maximum Contrecation – mjera maksimalne količine rastvorene materije), što je najviša koncentracija polutanata kojoj akvatični svijet može biti izložen u kratkom vremenskom periodu (jedan sat); CCC (Criteria Continual Contrecation), što je najviša koncentracija polutanata kojoj akvatični svijet može biti izložen duže vremena (4 dana) a da ne dođe do smrti.407 U Tabeli 44 su date granične vrijednosti sadržaja metala u prirodnim vodama i za ribe u prirodnoj vodi. Monitoring distribucije tragova teških metala predstavlja značajan faktor u razumijevanju biogeohemijskog ponašanja tragova metala u prirodnim vodama. Značaj ispitivanja distribucije i specijacije teških metala u prirodnim vodama je u tome što se ustvari određuje biodostupnost tragova metala i njihov unos u biljni i životinjski svijet, a time i u lancu ishrane.408 406
7.2.1.5. Fizičko zagađivanje voda Fizičko zagađivanje voda se odnosi prvenstveno na promjene osnovnih fizičkih svojstava (temperature, providnosti, zamućenja, radioaktivnosti i dr.), koja mogu biti značajna za život akvatičnih organizama. Ne treba posebno naglašavati koliki je značaj fizičkog zagađivanja voda za ljudsku populaciju, s obzirom na korišćenje vode, ali i korist koje ljudi imaju od vodenih organizama. Fizički indikatori se relativno brzo i lako određuju i većinom služe za grubu (pro)ocjenu kvaliteta vode. Temperatura vode ima bitne efekte na niz vodenih organizama, tako da postoji skala donje i gornje granice temperature za većinu tih organizama koja nije za njih smrtonosna. Porast temperature ubrzava metabolizam mnogih organizama, ali doprinosi smanjivanju rastvaranja kiseonika, odnosno njegova se količina smanjuje. To dovodi do postepenog uginuća ihtiofaune i ostalih organizama. Poznato je takođe da s porastom temperature raste i toksičnost metala u vodi što može takođe uticati na stanje vodenih organizama. Da bi se spriječilo prekomjerno "Technologica Acta", naučno stručni časopis za hemiju i tehnologiju, Tehnološki fakultet u Tuzli, broj 1, Tuzla 2004, str. 61. 406 United States Environmental Protection Agency – EPA, 1985. Ambient water criteria for Cadmium, EPA 440/5 – 84 – 032, Washington, D.C. 407 E. Dixon, M. Gardner, S. Parry: Chemical Speciation and Bioavailability, 1999., 11(2) 408 Technologica Acta, cit. izd., str. 63. 405
zagrijavanje voda i neželjene posljedice (ali i radi ponovnog korišćenja za hlađenje energetskih postrojenja) često se industrijske vode hlade. Za tu svrhu koriste se posebne kule (tornjevi) za hlađenje ili vještačke akumulacije ili bazeni. Osim negativnih, postoje i određeni korisni efekti povišenja temperature vode. Zbog opadanja gustine i viskoznosti (ljepljivosti) vode, kao i zbog povećanog isparavanja, suspendovani materijal se lakše i brže taloži. Ako količina kiseonika nije znatnije smanjena, u toploj vodi je ubrzan rast i razvoj akvatičnih organizama, posebno u većim jezerima i morskim zalivima, gdje je zapremina vode dovoljna da smanji štetna termalna zagađivanja. S druge strane, takva pogodnost porasta temperature vode uslovljava produkciju određenih vrsta algi i dovodi do eutrifikacije takvih vodenih basena.409 Temperatura vode se mijenja u skladu sa dnevnim, mjesečnim i godišnjim kretanjem temperature vazduha u određenom geografskom prostoru. Ove, klimatski ustaljene promjene temperature, ne utiču na postojeći živi svijet u vodi, ali imaju uticaj na sastav vodenih životnih zajednica i njihov geografski razmještaj. Miris i ukus. Već smo ranije istakli da miris vode ima porijeklo od isparljivih materija, Određuje se kod uzorkovanja vode ili pri njenom zagrijavanju. Miris vode determiniše njenu vrijednost i pogodnost za piće, ali i njene estetske i rekreativne vrijednosti. Bitan je kod rijeka, mora i jezera koji se javljaju kao turistički motivi. Određivanje mirisa vode je, kao i ukusa, subjektivno. Miris vode se određuje na osnovu čula mirisa, a svaki čovjek ima različit osjećaj (različite reakcije) jednog te istog mirisa. Kod određivanja ukusa vode određivanje je jednostavnije jer se ukus može podijeliti u nekoliko kategorija (kiselo, slatko, ljuto, slano, gorko i sl.). Kod određivanja ukusa vode uzorci ne smiju biti štetni po ljudsko zdravlje (zagađeni opasnim ili otrovnim polutantima, mikroorganizmima, hemikalijama i dr.). Osnovno pravilo je da se test za ukus, a djelimično i za miris, ne izvodi sa neprerađenim otpadnim vodama. Boja. Kod vodosnabdijevanja stanovništva i privrede vodom izuzetno je bitno da voda za piće treba da bude bezbojna. Isto tako, obojena voda nije pogodna (upotrebljiva) za niz industrijskih grana (prehrambena, farmaceutska, proizvodnja visoko - bijelog papira i sl.). Prisustvo organskih jedinjenja, koja se nalaze u zemljištu intergranularne poroznosti, i rezultati su prolaska (infiltracije) vode kroz zemljišne slojeve, daju prirodnoj vodi ponekad boju.410 Mutna voda. Mutna voda sadrži koloidne rastvorene čestice i suspenzije nerastvorenih supstanci, organskog i neorganskog porijekla. Zamućenost (mutnoća) vode je posljedica optičke aktivnosti koloidno rastvorenih čestica (čestice veličine od 10-7 do 10-5 cm), koje ne propuštaju direktno ulazno svjetlo, nego ga rasipaju i apsorbuju. Mutna voda je, ukoliko je jače zamućena, neupotrebljiva za piće i neupotrebljiva za većinu industrijskih procesa. Treba takođe naglasiti da je mutna voda i vizuelno (estetski) manje privlačna. Zamućenje vode može biti prirodno, uslijed obilnih kiša ili otapanja snijega (inteziviraju se linijska i površinska erozija, kao i pluvijalna i fluvijalna erozija), ili može biti posljedica penetracije neprečišćenih gradskih i industrijskih otpadnih voda u vodotoke.
409 410
Prema D. Tuhtaru, cit. izd., str. 146 – 147. Huminska kiselina daje prirodnoj vodi žućkastu boju, a jedinjenja gvožđa i mangana daju crvenkasto smeđu boju
Ranije se zamućenost vode određivala vizuelno, danas se mjeri intenzitet dispergovanog svjetla pod pravim uglom u odnosu na ugao upadnih zraka (nefelometrijski metod411). Rezidualne čvrste materije. U vodi su uvijek prisutne manje ili veće količine rastvorenih ili suspendovanih čvrstih materija koje (za)ostanu nakon isparavanja (rezidualni412 ostatak). Prirodna voda može sadržavati znatne količine rastvorenih materija (na primjer mineralne i termomineralne vode), a za piće su najpogodnije vode koje sadrže do 500 mg/l rezidualnog ostatka. Vode koje sadrže veće količine rezidualnog ostatka su tzv. „tvrde vode“, nepogodne za industrijsku upotrebu. Ukupni rezidualni ostatak se odnosi na materije (za)ostale u posudi nakon isparavanja uzorka vode i sušenja na određenoj temperaturi. On se dijeli na tzv. „nefiltrirajući ostatak“ (prethodno definisan kao suspendovani), koji predstavlja dio ukupnog ostatka koji preostane na filteru (tzv. „bijela traka“ – 125 gramski filter papir, op. a.) i tzv. „filtrirajući ostatak“ (ranije definisan kao rastvoreni), koji se odnosi na dio ukupnog ostatka koji prolazi kroz filter. Nefiltrirajući ostatak je štetan za vodeni svijet jer prekriva dno vodotoka i jezera i, ako je organskog porijekla, troši kiseonik u vodi. Dijelovi vodotoka sa visokom koncentracijom nefiltrirajućeg ostatka imaju reduciranu gustinu makroinvertebrata (većih beskičmenjaka), a u težim slučajevima postaju zone pustošenja ili devastacije.413 7.2.1.6. Biološko zagađivanje voda Pod biološkim zagađivanjem voda podrazumijeva se prisustvo raznih patogenih organizama (bakterija, virusa, gljivica, glista, insekata i dr.) koji predstavljaju uzročnike ili prenosioce zaraznih bolesti. U vodi su, manje – više, prisutni različiti mikroorganizmi koji potpomažu razgradnju organskih materija, čime doprinose biološkoj autopurifikaciji vode. Voda za piće, međutim, ne smije sadržavati mikroorganizme, u prvom redu bakterijhe, bacile i viruse, zbog mogućnosti prenošenja različitih bolesti (kolera, tifus, dizenterija, infektivni hepatitis i dr.). S druge strane, akvatični svijet prirodnih voda je veoma osjetljiv za fizičko hemijske promjene u ekosistemima. Stoga različiti biološki pokazatelji predstavljaju pouzdan način za određivanje karaktera i stepena zagađenja vode, tj. određuju da li je ono trajno ili prolazno. U tu se svrhu koriste bakteriološka i saprobiološka određivanja.414 Biološko ispitivanje vode.415 Bakteriološko ispitivanje vode se sastoji u određivanju gustine koliformnih bakterija (bakterije crijevnog trakta) u ispitivanom uzorku vode. Te bakterije potiču iz crijeva toplokrvnih životinja i služe kao indikator prisustva fekalnih materija. Sa stanovišta bezbjednosti vode za piće potrebnije je odrediti broj patogenih bakterija. To bi, međutim, Nefelometrija – metoda za mjerenje koncentracije suspendovanih čestica. Usmjeravanjem dirigovanog mlaza (snopa) svjetlosti na ispitivani rastvor dolazi do rasipanja svjetlosti snopa svjetlosti (disperzije) određenog intenziteta. Količina svjetlosti koju odbijaju čestice rastvora direktno je proporcionalna koncentraciji tih čestica u rastvoru. Nefelometrijska vrijednost izražava se u Coleman jedinicama (Col. vol.). Laserska polarizaciona nefelometrija doprinosi ranom otkrivanju katarakte. 412 lat. residiuum (reziduum) – ostatak nakon spaljivanja, ostatak nakon isparavanja; talog. 413 Tuhtar D., Dobrovoljec D., Vagner D., Kvalitet voda Bosne i Hercegovine, Rijeka Vrbas, Voda san. tehn., br. 3, 1999. 414 D. Tuhtar, cit. izd., str 158. 415 Preuzeto od American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation: Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water, 15 ed., parts 900 and 1.000 (pp. 747 – 1087), American Health Association, Washington, D.C., 1980. 411
zahtijevalo veliki broj uzoraka, veoma dugo vrijeme za analiziranje i angažovanje velikog broja eksperata. Kako su ipak razne infektivne bolesti posljedica zagađenja vode fekalijama, to se određivanjem broja koliformnih bakterija indirektno može zaključiti da li postoji prisustvo ili odsustvo patogenih bakterija. Koliformne bakterije se u hidrosfernom kompleksu ponašaju slično kao i patogene, pa se njihovo odsustvo u ispitivanom uzorku može uzeti kao indikacija da voda nije zagađena fekalijama, te je zdravstveno sigurna za piće. Tabela 45. Prihvaćeni standardi za kvalitet voda u odnosu na broj bakterija Red. broj 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Broj bakterija u 100 cm3 vode <1 10-100 1000 – 5000 5000 – 10000 10000 – 100000 > 100000
Vrsta vode Pijaće vode Normalne, nezagađene vode Sumnjive vode (vode blago zagađene fekalijama) Siguran dokaz zagađenja fekalijama Opasne vode, jako zagađene fekalijama Fekalni otpaci, kanalizacione vode (Izvor: D. Tuhtar, 1984)
Biološka ispitivanja kvaliteta vode važna su za nalaženje stvarnog stanja kvaliteta, jer su dobijeni rezultati odraz dugotrajnijeg uticaja polutanata. No, i pored činjenice da su biološki pokazatelji (indikatori) kvaliteta vode vrlo korisni, potrebno ih je određivati paralelno sa fizičko – hemijskim indikatorima. 7.2.2. Zaštita voda od zagađivanja Zaštita voda od zagađivanja, kao i unapređivanje postojećeg kvaliteta, postiže se sprečavanjem unošenja zagađujućih materija u količinama koje mogu uzrokovati nepovoljne promjene kvaliteta vode. Međutim, pored zaštite vode od zagađivanja, važan segment hidrosfernog kompleksa čini i zaštita od štetnog djelovanja voda. Pod zaštitom od štetnog djelovanja voda podrazumijeva se sprovođenje aktivnosti i mjera u cilju smanjenja ili sprječavanja ugroženosti ljudi i materijalnih dobara od štetnog djelovanja voda i otklanjanje posljedica njihovog djelovanja (poplave, led na vodotocima, zaštita od erozija i bujica). Osnovni pravci zaštite hidrosfernog kompleksa uvažavaju više različitih načina kojima se mogu otkloniti ili smanjiti količine kontaminanta u vodama. U suštini može se govoriti o prirodnom prečišćavanju otpadnih voda i postupcima vještačkog prečišćavanja. Prirodno prečišćavanje otpadnih voda ili samoprečišćavanje (autopurifikacija) zasniva se na korišćenju metabolizma416 mikroorganizama, pri čemu oni svojim enzimima417 razgrađuju pojedine organske materije. Proces autopurifikacije otpadnih voda je izuzetno složen proces i iz razloga što su otpadne vode ponekad prekapacitirane polutantima antropogenog porijekla.
416
grč. metabole – zamjenjivanje, zamjena, izmjena; izmjena materije u tijelu; fizička i hemijska prerada hrane u tijelu čime se omogućuje rast, održavanje i čitav normalan rad organizma. 417 grč. en + zỳmē – kvasac; materija koja izaziva vrenje, fermentaciju.
Prirodno samoprečišćavanje otpadnih voda odvija se pri složenim fizičkim procesima (adsorpcija, koagulacija, disperzija, sedimentacija mehaničkog otpada), hemijskim procesima (oksidacija) i biološkim procesima.418 Najveći procenat samoprečišćavanja imaju vode u otvorenim riječnim sistemima. Plitki tokovi sa izraženim turbulentnim vidom oticanja vode kroz ovlaženi profil imaju najveću sposobnost samoprečišćavanja. Turbulencija vode u tokovima omogućava razbijanje različitih primjesa i njom se značajno pojačavaju oksidacioni procesi. Sistemi zatvorenih ciklusa vode. S obzirom da je industrija veliki potrošač vode sve više se pronalaze postupci koji omogućuju višestruko korišćenje vode postupkom recirkulacije. Istraživanja pokazuju da se ova mogućnost upraksi ne koristi u većem obimu, a ako se i koristi to je prije svega iz ekonomskih razloga. U okviru sistema zatvorenih ciklusa, svježom vodom se samo nadoknađuju količine vode izgubljene uglavnom isparavanjem.419 Treba takođe reći da je u okviru ovog postupka dozvoljeno korišćenje vode i kad njena čistoća nije onog stepena koji se zahtijeva pri ispuštanju u recipijente. U zatvorenim ciklusima može se ponovo koristiti i voda koja termički zagađuje prirodne vode samo ako se rashladi, jer ona praktično ne mora da sadrži druge štetne supstance.420 Neutralizacija antropogenih polutanata (efikasno prečišćavanje otpadnih voda). Postupak prečišćavanja otpadnih voda je kompleksan i najčešće zahtijeva kombinovano korišćenje niza pojedinačnih postupaka ( u zavisnosti od osobina kontaminanta). Postoji više načina za prečišćavanje otpadnih voda.421 U industrijski razvijenim zemljama, odnosno u zemljama koje su prinuđene na totalno prečišćavanje vodotokova (na primjer Holandija, Belgija i dr.), razrađeni su brojni načini prečišćavanja tekućih voda ( i ne samo tekućih). Treba istaći da u naučnoj i stručnoj literaturi ne postoji jedinstvena, opšteprihvaćena podjela kada su u pitanju metodi (načini, postupci) za prečišćavanje otpadnih voda. Neki autori (Spahić, 1999) su usvojili podjelu na mehaničke, biološke i fizičko – hemijske metode, drugi pak (Savić, Terzija, 2002; Tuhtar, 1984) su usvojili podjelu na postupke primarnog, sekundarnog i tercijarnog prečišćavanja (Tabela 46.). U okviru primarne faze se odstranjuju veći agregati plivajuće ili suspendovane čvrste materije (grančice, krpe, čvrste čestice, ali i nafta, ulje i masti – ako su prisutni u većoj količini). U sekundarnoj fazi (sekundarnom prečišćavanju), koja je u suštini biohemijski proces (odvija se pod uticajem mikroorganizama iz vode) uklanjaju se čvrste čestice i neorganske soli. Ako se prečišćavanjem želi dobiti voda relativno dobrog kvaliteta (voda koja može imati namjenu voda koja se može koristiti kod određenih procesa) pristupa se tercijernoj fazi prečišćavanja. U ovoj fazi se uklanjaju rastvorena neorganska jedinjenja (fosfor, nitrati), teški metali, ukupan organski ugljenik, patogene klice, biološki nerazgradiva jedinjenja i niz drugih materija koje kao polutanti (kontaminanti) mogu dospjeti u vodu. S obzirom da ovo predstavlja kompleksan (i skup) postupak mora se istovremeno primijeniti nekoliko različitih tehnika.
418
Proces biološke razgradnje može biti aeroban i anaeroban. U okviru aerobnog postupka mikroorganizmi vrše oksidaciju uz pomoć kiseonika, a u anaerobnim postupcima mikroorganizmi (hemosintetičke bakterije) koriste neke druge oksidante iz spoljašnje sredine. 419 Na osnovu novijih istraživanja, proračuni pokazuju da se uzima samo 5% svježe vode ako se koriste zatvoreni ciklusi 420 Ratajac et al., cit. izd., str. 120. 421 U terminološko-pojmovnom sistemu geografskih nauka prihvaćeni su: a) mehanički, biološki i fizičko – hemijski način; b) primarno, sekundarno i tercijarno prečišćavanje.
Tabela 46. Prečišćavanje komunalnih/gradskih voda Red. broj 1 1. 1.1.
Rešetke
1.2. 1.3.
Sedimentacija Flotacija
2. 2.1.
Kapajući filteri
2.2.
Aktivni mulj
2.3.
Oksidacija u bazenima Irigacija
2.4. 3. 3.1.
3.2.
Tretman
Operacija
2
3
Flokulacija Sedimentacija
3.3.
Adsorpcija na aktivnom uglju Elektrodijaliza
4. 4.1.
Sterilizacija
4.2. 4.3.
Neutralizacija Hlađenje
5. 5.1.
Dehidratacija
5.2. 5.3.
Spaljivanje Konverzije
Svrha
4 Primarni Zagađene vode se propušta- Odstranjivanje mase suju kroz rešetke progresivne spendovanih čvrstih čefinoće (gustoće) stica, snižavanje BOD-a
Efekat 5
Odstranjuje se 50 – 75% čvrstih čestica, za 30-50% snižava se BOD Operacija: Taloženje čvrstih otpadaka ili koagulacija hemikalijama Operacija: Izbacivanje suspendovanih partikula (čestica) na površinu vazdušnim mjehurićima Sekundarni Raspršivanje zagađenih Dekompozicija otpadnih Uklanja se 80-95% voda iznad šljunkovitog čvrstih partikula i organskih materija do mulja sa bakterijama ismanjuje BOD;odvode i SO2 pomoću aerobnih bakterija stranjuje se 20-50% neorganskih soli Operacija: Otpadne vode se provjetravaju i miješaju sa aktivnim muljem koji je formiran sedimentacijom bakterija Operacija: Digestija** 3 – 30 dana u dugim i plitkim ribnjacima (bazenima), uz provjetravanje vjetrom Operacija: Zagađene vode se raspršuju iznad kultivisanih površina i podliježu digestiji putem bakterija iz podloge Tercijerni Polutanti se koagulišu po – Odstranjuju se raOdstranjuje se 98-100% moću stipse ili polielektrčvrstih otpadaka, 90 - stvorena neorgaolitima nska jedinjenja (fo100% BOD,95% fosfata sfati,nitrati) i i 50-55% nitrata; BOD* biološka potrošnja biološki nedegrakiseonika dabilna jedinjenja Operacija: Filtriranje otpadnih voda preko filtera aktivnog uglja Operacija: Transportovanje rastvorenih jona kroz semipermeabilne*** membrane pomoću električne struje Specijalni tretman Tretman hlorom, ozonom, Destrukcija infekcijskih elektroliza morske vode, raagenasa dijacija gama - zracima Propuštanje kroz krečnjak Smanjenje kiselosti Propuštanje vode kroz kule Snižavanje temperature i bazene za hlađenje Tretman mulja Odstranjivanje vode centriKorišćenje čvrstih osfugiranjem, filtriranjem i tataka poslije primarsušenjem nog, sekundarnog i tercijernog tretmana Spaljivanje suvog mulja **digestija – hemijski: rastvaranje čvrstog tijela u tečnosti uz umjerenu temperaturu; Pretvaranje mulja i đubriva *** semipermeabilna - polupropusna u građevinski materijal (Izvor: Ratajac et al.,1995)
Cilj dodatnih postupaka prečišćavanja je da se smanje infekcijski agensi (postupkom sterilizacije), kiselost (postupkom neutralizacije) ili da se snizi temperatura vode (postupkom hlađenja). Jedan od najosjetljivijih postupaka je incineracija (sagorijevanje) kod kojeg se mora voditi računa i o eventualnom zagađenju vazduha (na primjer, sagorijevanjem hlorisanih vodougljenika nastaje hidrogen-hlorid, koji je potrebno eliminisati prije nego se otpadni gas ispusti u vazduh). Tercijerno (tercijarno) prečišćavanje danas ima veću primjenu u industriji nego za prečišćavanje gradskih otpadnih voda. Zaštita vode od termalnih zagađenja. Ako je otpadna voda zagrijana (topla) mora se prije ponovnog korišćenja ili konačnog eliminisanja (dospijevanja) u recipijent ohladiti do određene granice. Visoka temperatura vode ispuštene direktno u vodotok može trenutno da izazove pomor živog svijeta u vodi. No, nije samo visoka temperatura otpadne vode problem. Na akvatične organizme nepovoljno djeluju i izražene temperaturne amplitude (povremena kolebanja temperature vode koja nastaju ispuštanjem tople vode u vodotoke, u zavisnosti od tehnoloških procesa). Prema istraživanjima brojnih autora (Ratajac et al., 1995) ukoliko se temperatura vode povisi iznad 35oC duže vrijeme nastaje prekid enzimske aktivnosti u organizmu, što opet dovodi do pomora vodenih organizama. U takvim uslovima često se gustina populacije vrsta koje mogu da podnesu ta temperaturna kolebanja poveća i takve vrste počinju da dominiraju (modrozelene alge). Osetljive vrste pri tom nestaju, a broj ribljih vrsta naglo se smanjuje. To remeti prirodne lance ishrane u vodi i ravnotežu u čitavom ekosistemu. Zato se tople vode, koje se koriste u industrijskim procesima, pre ispuštanja u navedene ekosisteme moraju podvrgnuti odgovarajućem tretmanu.422 Hlađenje se postiže propuštanjem vode preko kaskadnih tornjeva, pri čemu se voda miješa sa vazduhom. Isto tako topla voda može da kruži u zartvorenom sistemu (kao u radijatorima) i može se koristiti za zagrijavanje stanova, staklenika, farmi i sl. Transport, difuzija i transformacija polutanata.423 Hoće li se zagađenje hidrosfernog kompleksa pojaviti u većem ili manjem obimu i intenzitetu na određenom geografskom prostoru zavisi od niza fiziogenih i antropogenih faktora. Približan odgovor sadašnja nauka dešifruje izgradnjom odgovarajućih modela kojima se koncentracije polutanata (kontaminanata) u sredini koja ih prima povezuju s koncentracijom s kojima izlaze iz izvora emisije. Ovi modeli uključuju izvore emisije, hidrološke parametre, hemijsku transformaciju polutanata i procese autopurifikacije hidrološkog objekta (riječna, jezerska ili morska voda) koji prima zagađenje. Modeli koji povezuju emisiju polutanata i njihove koncentracije u hidrosfernom kompleksu mogu se podijeliti u dvije kategorije: fizički modeli i matematički modeli.424 Fizički modeli nastoje da simuliraju stvarne procese koji se odigravaju u vodi (i vazduhu). Prema D. Tuhtaru (1984) vještački uslovi ne mogu u potpunosti simulirati uticaj prirodnih uslova; fizički modeli ne mogu u potpunosti predvidjeti sudbinu polutanata u prirodnom medijumu (sredini). Stoga se često pribjegava primjeni matematičkih modela, koji se zasnivaju, ili na statističkoj analizi postojećih podataka o koncentracijama ispitivanih polutanata, ili na primjeni baznih (osnovnih) opisa difuzije (prodiranje zagađujućih materija u vodu), transporta i transformacije polutanata u prijemnom medijumu.
422
Ratajac et al., cit.izd., str. 129. Vidjeti opširnije: D. Tuhtar, cit. izd., str. 213 – 222. 424 Seinfeld J., Air Pollution, McGraw-Hil, New York, 1975., pp 32 – 38. 423
Međutim , treba naglasiti da se najsigurniji način registrovanja zagađenosti hidrosfernog kompleksa sastoji u provođenju mjerenja koncentracije polutanata. Sama mjerenja treba provoditi u skladu sa odgovarajućim standardnim metodama analize voda i otpadnih voda, i u skladu sa postojećom zakonskom ragulativom . 7.3. PEDOSFERNI KOMPLEKS U poglavlju o geografskom omotaču istakli smo da je zemljište (tlo) prirodno tijelo nastalo usljed transformacije površinskih slojeva litosfere pod sinhronim uticajem vode, vazduha i živih organizama. Njegova primarna funkcija je biljna proizvodnja (hrana i sirovine) koja predstavlja izvor života i zbog koje se zemljište definiše kao jedno od najvećih prirodnih bogatstava svake države. Značaj toga bogatstva ogleda se prije svega u plodnosti zemljišta i racionalnom korišćenju od strane čovjeka. Primjera zloupotrebe produktivnog zemljišta, tokom duge istorije ljudske civilizacije ima veoma mnogo (Mesopotamija, Sjeverna Amerika..., danas Turska, Kina, Indija i dr.). Izuzetno brzo povećanje ljudske populacije zahtijeva sve veću proizvodnju hrane na (sve više) ograničenim ukupnim površinama zemljišta na našoj planeti. Zemljište formalno spada u obnovljiva prirodna bogatstva, ali zbog sporog procesa nastajanja, neprekidnog zagađivanja i neracionalnog korišćenja od strane čovjeka, trebamo prihvatiti činjenicu da je, u suštini, zemljište ograničen, odnosno neobnovljiv prirodni resurs. Geografski prostor pod produktivnim zemljištem ugrožen je fiziogenom (procesi erozije) i antropogenom aktivnošću (urbanizacija, industrijalizacija, površinski kopovi uglja i drugih ruda, hidroelektrane i termoelektrane, eksploatacija pijeska i šljunka, izgradnja infrastrukturnih objekata i dr.). Danas se, ipak, mnogo više naglašava hemizacija poljoprivredne proizvodnje i kontaminacija zemljišta pesticidima, uz enormno povećanje čvrstog otpada i prisustvo teških metala. 7.3.1. Načini i vrste ugrožavanja i zagađivanja zemljišta Zagađivanje zemljišta se javlja kada se površinski slojevi opterete velikim količinama otpadnih materija koje se ne mogu razgraditi pod normalnim uslovima samoprečišćavanja. Nije sporno da čovjek svojim aktivnostima konstantno utiče na smanjenje ukupne, globalne, površine zemljišta. Najčešće je riječ o aktivnostima koje, prvenstveno, plodno zemljište isključuju trajno ili privremeno iz poljoprivredne proizvodnje. Treba naglasiti, da prema vrstama oštećenja, odnosno načinu oštećenja zemljišta, ne postoji jedinstven pristup u naučnoj i stručnoj literaturi. Prema I. Saviću (2002) ugroženo zemljište se dijeli na četiri osnovne kategorije: a) jalovine, odnosno zemljišni materijal nastao nasipanjem ili deponovanjem materijala iz rudničkih ili industrijskih pogona; b) flotacioni materijal, koji obuhvata rastvorene i nerastvorene materijale, nataložene radom rijeka, zajedno sa otpadnim industrijskim vodama; c) urbano i industrijsko zemljište, koje više ne služi poljoprivrednoj proizvodnji; d) aerosedimenti, odnosno čestice organskog i neorganskog porijekla, dospjele vazdušnim strujanjem i atmosferskim talozima. Nešto drukčiji pristup, prvenstveno terminološki, imamo kod nekih drugih autora (Ratajac et al., 1995) : deposoli (lat. deponere – ostaviti, deponovati);
flotosoli (lat. flotatio – ispiranje rude vodom); urbisoli (lat. urbs – grad, naselje); aerosoli (lat. aer – vazduh). Deposoli (jalovina) su prije svega velike deponije kojih ima mnogo u svim krajevima u kojima je razvijena eksploatacija raznih ruda; površine s kojih se uzima materijal za proizvodnju crijepa i cigle i površine na kojima se vrši "suvo" ili "mokro" nanošenje pepela iz termoelektrana i razna odlagališta (na primjer smeće iz domaćinstava, industrijski otpaci i dr.). Flotacioni materijal se taloži preko postojećih zemljišta u dolinama rijeka pri povodnju; najčešće, nanôsi otpadnih voda nalaze se u neposrednoj blizini velikih rudnika. Urbisoli su zemljišta koja se nalaze u naseljenim područjima, oko fabrika, postrojenja, stadiona, aerodroma i sl. Aerosoli ili aerosedimenti obuhvataju sve čestice različite veličine organskog i neorganskog porijekla koje se vazdušnim strujanjem i atmosferskim talozima prenose na različita rastojanja od izvora zagađivanja, talože i zagađuju biljke i zemljiište. 7.3.2. Erozija zemljišta Erozija (lat. erodere – razarati, razjedati), u širem smislu, podrazumijeva ukupan proces razaranja površinskog horizonta litosfere, a u užem smislu erozija je razaranje, odnošenje i taloženje stijena i zemljišta. Erozija zemljišta predstavlja razaranje gornjih, najproduktivnijih horizonata zemljišta vodom ili vjetrom. Erozija zemljišta može biti geološka, antropogena i dr., a po obliku razaranja zemljišta može biti linearna (jaružasta), površinska (površinsko spiranje) i erozija zemljišta pod uticajem kišnih kapi. U geomorfološke faktore ili modifikatore erozivnih procesa spadaju: a) reljef – inicijalni (početni) reljef utiče na erozivni proces svojom visinom, nagibima – padovima, diseciranošću (raščlanjenošću) i oblicima; b) geološki sastav – na erozivne procese utiče otpornošću i vodopropustljivošću stijena; c) pedološki sastav – rastresiti pokrivač najčešće olakšava rad erozivnih agenasa; d) biljni i životinjski svijet – pojačava ili smanjuje erozivni efekat agenasa; e) čovjek (antropogeni faktor) – na erozivne procese utiče posrednim putem; f) vrijeme – primarni geomorfološki faktor, podjednako važno za formiranje svih oblika. Prema genezi, erozija (bilo kojeg agensa) može biti fiziogena (geomorfološka, geološka, normalna), koja je po intenzitetu uglavnom latentna (usporena, skrivena) i antropogena , koja je po intenzitetu uglavnom ubrzana (ekscesivna). Pluvijalna ili kišna erozija. Pluvijalna erozija je genetski čist i jasno izdiferenciran proces, koji traje dok traju padavine. Ovaj proces neposredno prelazi u slijedeću evolutivnu fazu vodne erozije – površinsko i linijsko oticanje vode, odnosno u proces fluvijalne erozije. Pluvijalna erozija je mehanički rad kišnih kapi i gràda. Najveći efekat ima na, vegetacijom, nezaštićenom zemljištu – oranice i sl. Na površinama koje su pod gustom, niskom ili visokom vegetacijom ili na golim otpornim stijenama, kišne kapi ne mogu ni trenutno formirati erozivne kratere. Pluvijalna erozija ima najveći intenzitet na oraničnim površinama u predjelima gdje je maksimum padavina u proljeće, kada su oranice bez kultura, odnosno bez ikakve zaštite. Za geografske prostore koje odlikuje emigracioni proces karakterističan je prestanak obrade zemljišta i uzgoja stoke. To dovodi do zatravnjenja nekadašnjih oranica i širenja niske vegetacije, pa je erozija u smirivanju.
Površinska i linijska vodna erozija. Za razliku od procesa pluvijalne erozije, koji je početna faza vodne erozije, prema R. Lazareviću (2000) proces površinske i linijske erozije je početna faza fluvijalne erozije, i od tog procesa je genetski nedjeljiva. Površinska i linijska vodna erozija je izuzetno kompleksna pojava i proces, koja u sklopu istraživanja fenomena vodne erozije, pored teorijskog, zahtijeva i važna eksperimentalna istraživanja. S obzirom da na proces površinske i linijske vodne erozije utiče niz faktora, ona se (E) može iskazati i na slijedeći način: E = f (K, R, Z, GS, V ...) gdje je: K – klima (količina padavina, raspored padavina, intenzitet padavina i dr.); R – reljef (visina, vrsta oblika, ekspozicija, nagib topografske površine); Z – zemljište (način iskorišćavanja zemljišta, struktura poljoprivrednih površina); GS – geološki sastav (vodopropustljivost stijena – određuje vrstu erozije, otpornost stijena – utiče na intenzitet erozije); V – vegetacija (pojačava ili smanjuje efekat erozije); ... – ostali faktori. Erozivni oblici površinske vodne erozije su: deplesija, erozivni pločnik i denudacione terase.425 Deplesija (Soil deplesion) je pojava osiromašavanja i iscrpljivanja zemljišta radom vodne (pluvijalne, površinske, linijske) i eolske erozije.426 Deplesija je, prema R. Lazareviću (2000), gotovo isključivo antropogena pojava, vezana prvenstveno za poljoprivredne, oranične površine. Zapaža se po promjeni boje zemljišta, tj. po čestoj smjeni tamnomrkih i žućkasto – bjeličastih površina – deplesione pjege.427 Erozivni oblici linijske vodne erozije su: brazdice, brazde, vododerine i jaruge.428 Brazdice su plitki, uzani žljebovi koji se formiraju na oraničnim površinama i uopšte na površinama bez trajnijeg vegetacionog pokrivača. Njihova dubina i širina rijetko prelazi 3 – 5 cm. Brazde su dublji i širi žljebovi (10 – 20 cm) i dopiru do dna oraničnog sloja. Na oraničnim površinama imaju sezonski karakter. Mada se oranjem uništavaju, utiču značajno na istanjivanje oraničnog sloja. Vododerine su dugački žljebovi, čija je dubina (50 – 150 cm) veća od širine. U najvećem broju slučajeva sjeku pedološki sloj i zalaze u osnovnu stijenu. Jaruge su najkrupniji oblici linijske erozije. Za površine koje su izbrazdane jarugama kaže se da su zahvaćene jaružastom erozijom. Dubina im se kreće od nekoliko do više desetina metara. Rđave zemlje (bad Lands) su pojava površina potpuno ogoljelih i diseciranih različitim oblicima linijske erozije. Ovo je potpuno uništeno i izgubljeno zemljište za sve vidove privrednog korišćenja. 425
Vidjeti opširnije: Lazarević R., Geomorfologija, cit. izd., str. 143 – 198. Moguće je i biljnom proizvodnjom osiromašiti i iscrpljivati zemljište, jer biljke svake godine uzimaju iz zemljišta ogromne mase mineralnih i organskih materija (fitogena erozija). 427 Pojava deplesije otkriva se i po lišću zeljastih biljaka. Tako, nedostatak magnezijuma u zemljištu već u maju izaziva žuto – jesenju boju i blijedilo drške lista; nedostatak kalijuma izaziva blijedilo ivičnih dijelova lista, počev od vrha; nedostatak azota izaziva deformacije lista i stabljike, a naročito gužvanje dijelova lista blizu drške; nedostatak fosfora ispoljava se pojavom bijelih nerava na lišću i bijelih pjega na zeljastim dijelovima biljke (Gavrilović,1965). 428 Na osnovu radova: J. Cvijić (1926), P.S. Jovanović (1960), V. Radovanović (1947), Ž. Jovičić (1966) , R. Lazarević (2000). 426
Borba protiv vodne erozije. Postoji više mogućnosti borbe protiv vodne erozije: antierozivne mjere, antierozivni radovi i antierozivni objekti. Antierozivne mjere čine suštinu borbe sa vodnom erozijom. Njihov je zadatak da postepeno ponovo uspostave ravnotežu prirodnih faktora i čovjeka, ali na jednoj novoj i ekonomski opravdanoj osnovi. To znači da bi bilo pogrešno ići na restauraciju prethodnog stanja prirodne sredine, jer bi onda iz nje morao biti odstranjen čovjek, na duže ili kraće vrijeme, što je najčešće neizvodljivo. U antierozione mjere spadaju (Lazarević, 2000): organizacija prostora (rejonizacija i korišćenje zemljišta, način obrade, agrotehnika, uslovi pri izgradnji različitih objekata: saobraćajnice, naselja i dr.); kreditna i poreska politika koja treba da stimuliše neposrednog korisnika zemljišta za prihvatanje i sprovođenje određene antierozione politike; propagandno – vaspitni rad koji bi ukazao na potencijalnu i stvarnu opasnost od erozije i tako neposrednog korisnika čvrsto vezao za sprovođenje propisanih mjera; zakonodavni i administrativni akti koji treba da propišu potrebne mjere i obezbjede ekonomsku osnovu za njihovo sprovođenje. Antierozivni radovi i objekti neophodni su onim slivovima i na onim površinama koje je erozija već pretvorila u golet ili su bili blizu toga. U obzir dolaze različiti biološki i građevinsko – tehnički radovi i objekti u slivu : zatravljivanje, pošumljavanje, terasiranje padina (terase, gradoni, konturni rovovi), mikroakumulacije, retencije i dr., odnosno u koritu: poprečne i uzdužne građevine (deponijske i infiltracione pregrade, konsolidacioni pragovi, naperi,429 obaloutvrde,430 kinete431 i dr. i akumulaciona jezera. Opisane antierozione mjere i radovi treba da obezbijede korekciju žive sile ili agensa erozije: vode, vjetra i dr. Na primjer, kod vodne erozije, taj cilj se postiže: a) uništenjem energije kišnih kapi, prije njihovog udara u zemljište, odnosno prostornim i vremenskim ograničenjem tog procesa, b) smanjenjem količine voda koje površinski otiču, c) smanjenjem brzine površinskih voda, što se prvenstveno postiže odgovarajućim promjenama reljefa (padova). 7.3.3. Destrukcija zemljišta i površinski kopovi kao oblik fizičke degradacije zemljišta Destrukcija (razaranje, uništavanje) zemljišta predstavlja poseban oblik zagađenja zemljišta koji dovodi do fizičkog uništenja zemljišta i definiše se u okviru termina pedocid. Posljedice destrukcije zemljišta mogu biti: a) privremeni gubici zemljišta, i b) trajni gubitak zemljišta. Privremeni gubici zemljišta. Ovaj vid oštećenja zemljišta dovodi do gubitka funkcije produktivnog sloja na određeno vrijeme. Kada se eliminiše uzrok oštećenja, zemljište se može vratiti u funkciju proizvodnje, ali najčešće uz korišćenje odgovarajućih agrotehničkih mjera. 429
Naperi su poprečne građevine koje se skoro isključivo grade na konveksnim riječnim obalama, u cilju suženja riječnog korita. Naperi se po pravilu grade u vidu sistema, pošto kao pojedinačni mogu izazvati negativno dejstvo (izazivaju lokalnu eroziju). 430 Obaloutvrde su regulacione građevine kojima se riječna obala štiti od erozije, grade se uglavnom na konkavnim obalama 431 Kineta, franc. cunette – kanalić.
Kao najvažniji uzročnici privremenog gubitka zemljišta pojavljuju se: deponije (odlagališta smeća, otpada) i površinski kopovi u rudarstvu. Pod deponijom najčešće podrazumijevamo mjesto za konačno odlaganje otpadaka. To je najstariji i najviše zastupljeni način uklanjanja otpadaka, u današnje vrijeme vrlo često zloupotrebljen ("divlje deponije"). Deponije se najčešće koriste za komunalni, industrijski i poljoprivredni otpad. Postoji razlika između seoskih i gradskih naselja: u seoskim naseljima na deponiju se iznosi samo otpad koji se ne može iskoristiti, a u gradskim sav otpad (komunalni i industrijski). Niz je neriješenih pitanja oko deponovanja nekih vrsta otpada, kao što je medicinski otpad, hemijsko toksični otpad, infektivni otpad, radioaktivni (nuklearni) otpad i otpad koji ima etičko značenje. Površinski kopovi kao oblik fizičke degradacije zemljišta. Eksploatacijom različitih rudnih ležišta dolazi do težih vidova oštećenja zemljišta. U mnogim slučajevima eksploatacije mineralnih sirovina zemljište privremeno ili trajno gubi svoju funkciju. Najčešće, zemljište se fizički uništava i mijenja svoju osnovnu namjenu (osnovno sredstvo u ratarskoj, odnosno poljoprivrednoj proizvodnji). „Mineralna tehnologija ugrožava zemljište na dva osnovna načina: jalovinom, koja se odlaže u okolini rudnika (najčešće na produktivnom zemljištu) i toksičnim materijama koje zagađuju zemljište i vodu“.432 Indikativan je primjer RTB (Rudarsko – topioničarski basen) Bora, gdje je za jednu tonu rude bilo potrebno premjestiti i do 500 tona jalovine, a to je za posljedicu imalo promjenu topografske površine u prečniku od oko 10 km. U kategoriju ugrožavanja zemljišta eksploatacijom mineralnih sirovina treba uključiti i posljedice eksploatacije šljunka, pijeska, kamena, ciglarske gline i sl. Nažalost, moramo se pomiriti sa činjenicom da razvoj rudarstva ide danas u svijetu ka sve većoj primjeni i razvoju površinskog rudarstva. Takav način eksploatacije zahtjeva i sve veću primjenu ogromnih mašina na otkopavanju, transportu i odlaganju jalovine. Recimo „otkopavanjem uglja, svaki rudnik vrši, na bilo koji način, uticaj na Zemljinu koru i pri tome u velikoj meri ugrožava i oštećuje životnu sredinu. Imajući u vidu da je proizvodnja uglja nužna radi zadovoljavanja sve većih potreba u energiji a da postoje i sve veći zahtevi za očuvanjem životne sredine, rudnici uglja dobijaju sve veću odgovornost da održe proizvodnju u granicama ekonomičnosti i da pri tome neprekidno obezbeđuju zaštitu životne sredine“.433 Iz navedenih razloga destruktivni su i površinski kopovi rude gvožđa, boksita i sl. Ako znamo da je u zadnje dvije decenije proizvodnja mineralnih sirovina u svijetu utrostručena, nije teško zaključiti kolika je to opasnost za dalju fizičku degradaciju zemljišta. Po našem mišljenju sadašnji princip površinske eksploatacije mineralnih sirovina će se razvijati u pravcu racionalizacije i smanjivanju uticaja na životnu sredinu. Površinski kopovi uglja i drugih ruda nisu isključivi uzročnici oštećenja (zagađenja) zemljišta. Ništa manji problem nisu deponije jalovine ili krovinskog materijala (sloj koji leži iznad ležišta uglja ili neke rude). Jalovina i krovinski materijal uglavnom se odlaže na obradive površine, koje se na taj način isključuju iz poljoprivrednog proizvodnog ciklusa. Poseban problem po pedosferni kompleks, ali istovremeno i atmosferski predstavljaju deponije pepela iz termoelektrana. One zauzimaju manje površine u odnosu na površinske kopove, ali imaju veoma ozbiljne posljedice. Oranični prostori koji se nađu pod pepelom termoelektrana su privremeno, a ponekad i trajno izgubljeni za uzgoj poljoprivrednih kultura. Vjetar je 432 433
Matović M., cit. izd., str. 60. Matović M., cit. izd., str. 60.
determinirajući agens da se ovaj pepeo transportuje i u veoma udaljene gegrafske prostore, pri čemu se dodatno ugrožavaju nove poljoprivredne površine, a niz biljnih kultura postaje neupotrebljivo za ljudsku i stočnu ishranu. Rekultivacija i revitalizacija zemljišta oštećenog pri površinskoj eksploataciji.434 Proces rekultivacije i revitalizacije produktivnog zemljišta poslije površinske eksploatacije sastoji se iz rudarsko – tehničke i biološke etape. Rudarsko – tehnička etapa se sastoji u pripremi terena poslije izvršenih rudarskih radova. Značajnije aktivnosti u ovoj fazi ponovne kultivacije su ravnanje svih površina, izrada stabilnih kosina, nanošenje novog sloja plodne zemlje (ako se površine žele ponovo koristiti za poljoprivredne svrhe), melioracioni radovi, izgradnja pristupnih puteva i dr. Biološka etapa rekultivacije i revitalizacije obuhvata potrebne mjere oplođavanja zemljišta poslije rudarsko – tehničke pripreme. U ovu etapu spadaju spadaju još i mjere ozelenjavanja, obrada zemljišta, unošenje organske mateije, NPK – đubriva (azotna, fosforna i kalijeva vještačka đubriva), sjetve ili sadnje šumskih ili poljoprivrednih kultura. Poljoprivredne površine koje su prekrivene pepelom iz termoelektrana, takođe se mogu rekultivirati. Postoji više mogućnosti da se djelovanje pepela umanji. Pepeo se može koristiti u poljoprivredi kao fertilizaciono435 i melioraciono sredstvo. Uslijed prisustva velikih količina CaCO3 posebno bi bilo korisna njegova primjena kao sredstva za kalcifikaciju (na kiselom zemljištu), a i na poboljšanju strukture zemljišta jer ga čini propusnim i manje zbijenim. Pri korišćenju pepela u ove svrhe treba voditi računa o prisustvu toksičnih metala i radioaktivnosti.436 Trajni gubitak zemljišta. Trajni gubitak zemljišta je najteži oblik njegovog oštećenja, jer zemljište gubi svoje proizvodne sposobnosti zauvijek, ili za period koji je, u prosjeku, duži od ljudskog, prosječnog vijeka. U trajni gubitak zemljišta spadaju: izgradnja naselja, podizanje industrijskih objekata, saobraćajnica, vodnih akumulacija i dr. Nije sporno da se izgradnjom naselja i industrijskih objekata gube ogromne površine kvalitetnih zemljišta. Danas, kada je svaki hektar plodnog zemljišta višestruko vrijedniji nego prije 20 – 30 godina potrebno je normativno usmjeriti izgradnju naselja i privrednih (industrijskih) objekata na lošije bonitete zemljišta (manje vrijedna zemljišta). Gaženje i zbijanje zemljišta. Već smo istakli da je svojstvo rastresitosti zemljišta njegova važna fizička osobina (npr. černozem, gajnjača i dr.). Međutim pod uticajem gaženja, te nepravilne obrade, mogu zemljišta iz rastresitog stanja preći u nepovoljno stanje. Ovo nepovoljno stanje se manifestuje u pojavi njegove zbijenosti. Zbijenost ili kompaktnost zemljišta je nepovoljno svojstvo koje ograničava rast korijena. U zbijenim slojevima nema dovoljno vazduha, smanjena je vodopropustljivost, kao i aeracija. „Do zbijanja tla dolazi naročito u uslovima pod kojim se ono obrađuje kod suviše vlažnog stanja, ili pak ako je ono suho. U takvim uslovima obrade dolazi do kvarenja strukture, do smanjenja pora za vazduh (krupne pore), do smanjenja vodopropusnosti i do težeg razvoja i prodiranja korijenovog sistema.
434
Vidjeti opširnije: Simović M. et al., Eksploatacija energetskih sirovina i okolina, "Čovek i životna sredina", 4, Beograd, 1981; Matović M., cit. izd., str. 61 – 62. 435 Fertilan (lat. fertilis) – plodan, plodonosan, rodan, obilan, bogat. 436 Resulović H. (1989): Zaštita poljoprivrednog zemljišta od degradiranja i zagađivanja i unapređivanje čovekove životne i radne sredine, "Čovek i životna sredina", 4, Beograd.
Zbijenost tla ili kompaktnost se najčešće određuje pomoću tzv. zapreminske gustine (putem Kopeckijevih cilindara od 100 cm3). Povoljne vrijednosti zbijenosti su od 1.10 do 1.30 g/cm3 , a ako su ove vrijednosti preko 1.90 g/cm3, tada je tlo toliko zbijeno da korijen ne može tu da se razvije. Gaženjem tla, posebno mašinama za obradu tla, te drugim mašinama (izvlačenje drveća iz šume) dolazi do izraženih procesa zbijanja. Sa ovako zbijenih površina, usljed smanjenja njihove vodopropustljivosti može doći do razvoja erozionih procesa, koji se manifestuju i u pojavi najtežeg njenog oblika – jaružaste erozije“.437 7.3.4. Antropogeni uticaji na zemljište Kontaminacija zemljišta. Unošenjem u zemljište različitih štetnih materija (polutanata), čijim prisustvom se mijenjaju fizička, hemijska i biološka svojstva zemljišta, dolazi do zagađenja (kontaminacije) zemljišta. Ove materije dolaze iz različitih medija (vazduh, voda ili putem čvrstih otpadnih materija). Prodiranjem u zemljište najveći dio polutanata ulazi u biološko kruženje (usvajaju ih biljke, a preko njih čovjek i životinje). Dio štetnih materija iz pedosfernog kompleksa ulazi u površinske i podzemne vode i na taj način ih zagađuje. Polutanti, čije je porijeklo atmosferski kompleks talože se po prirodnoj vegetaciji i poljoprivrednim kulturama, i dovode do njihovog zagađenja (oštećenja). Kontaminaciju zemljišta i biljaka, uglavnom, prouzrokuju sljedeće materije: teški metali, jedinjenja sumpora, kisele kiše, pesticidi, radioaktivne materije, mineralna đubriva, komunalni otpad (smetljišta), industrijski otpad i dr.438 Teški metali. Kao kontaminatori pedosfernog kompleksa ovdje spadaju jedinjenja kadmijuma (Cd), arsena (As), hroma (Cr), žive (Hg), nikla (Ni), molibdena (Mo), bakra (Cu), cinka (Zn). U ovu grupu možemo još uključiti bor (B) i fluor (F), koji ne spadaju u teške metale, ali djeluju veoma toksično na biljke. Bor (borum) se u prirodi nalazi isključivo u vezanom stanju, i to u obliku borne kiseline (H3BO3). Najveće količine bora nalaze se u SAD, Italiji i Maloj Aziji, a na Balkanskom poluostrvu u okolini Boljevca (Srbija). Bor spada u ″elemente u tragovima″, čije je prisustvo neophodno za normalan razvoj biljaka; veće količine, naprotiv, djeluju toksično. Fluor (fluorum) je dosta rasprostranjen u prirodi, ali u vrlo malim količinama, i to isključivo u obliku jedinjenja. Fluor je gas oštrog mirisa, u debljim slojevima ima blijedožutu boju, a u tanjim slojevima je gotovo bezbojan; dejstvuje na kožu i stvara rane koje se teško liječe, vrlo je otrovan, a takođe i njegov jon. Zagađivanje zemljišta sumporom je izraženo u blizini nekih fabrika a posebno u blizini termoelektrana. M. Spahić (1999), kod analize antropogenih uticaja na zemljište, koristio je sintagmu ″geohemijske anomalije″ . Pod geohemijskim anomalijama podrazumijeva se odsustvo osnovnih hemijskim elemenata u zemljištu.439
437
Resulović H., Pedologija sa geologijom, cit. izd., str. 124 – 125. U prethodnim poglavljima dosta je rečeno o štetnom dejstvu teških metala, kiselih kiša, jedinjenja sumpora i pesticida, tako da je u ovom poglavlju najveći dio teksta posvećen ostalim kontaminantima. Radioaktivne materije su obrađene u poglavlju 7.5. – Radioaktivno zagađivanje životne sredine. 439 U zemljištima šumskih stepa i stepa osjeća se nedostatak bakra; vlažna šumska zemljišta siromašna su molibdenom itd. 438
Sve veća proizvodnja metala u svijetu i još uvijek ne(u)savršena tehnologije njihove prerade uslovila je stvaranje velikih površina rasprostranjenosti vještačkih geohemijskih anomalija. „Procjene govore da je na Zemlji vještačkim dotokom prisutno oko 20 milijardi tona željeza, od čega na prirodni dotok otpada svega 6 milijardi tona. Gubitak metala u metalurškim kombinatima iznosi oko 20%. Posebno je opasno gubljenje u tehnološkom postupku metala kao što su živa, olovo i cink. U neposrednom okruženju kombinata gdje se dobija i prerađuje živa, sadržaj žive u jednom kilogramu tla iznosi oko 400 mg, iako je dozvoljena koncentracija ovog veoma toksičnog elementa oko 0.1 mg/kg tla.″440 Živa koja dospijeva u prirodnu (životnu ) sredinu veoma dugo se zadržava. Posljedice trovanja živom i živinim jedinjenjima su veoma teške, jer živa uništava hromozomske funkcije.441 Da su živine pare i njena jedinjenja442 otrovni bilo je poznato i civilizacijama prije nove ere. Danas, međutim, sve je uočljivije da, kao posljedica trovanja živom, se javljaju čudni simptomi kod ljudi i životinja: slabljenje mišića i vida, a to prouzrokuje mentalnu zaostalost, paralizu, a česti su i smrtni ishodi. Detaljna istraživanja su pokazala da tu bolest izazivaju organska živina jedinjenja443 koja se stvaraju u morima iz otpadnih voda, koje sadrže živu i njena neorganska jedinjenja, pod dejstvom anaerobnih bakterija (kao što je npr. dimetil – živa (II), (CH3)2 Hg). Ta jedinjenja dospijevaju u organizam riba kojima se hrane ljudi, ptice i druge životinje. Japan se može definisati kao geografski prostor sa velikim brojem smrtnih slučajeva ljudi koji su se otrovali živom (ribom u čiji je organizam dospjela živa).444 Podsjećamo da je MDK (maksimalno dozvoljena koncentracija) žive u vodi i vazduhu, prema propisima SZO (Svjetske zdravstvene organizacije) 0.1 mg/m3. Za pedosferni kompleks značajni kontaminanti su, pored žive, kadmijum i olovo. Kadmijum spada među najotrovnije metale (izaziva oštećenje bubrega, a štetno djeluje i na kosti). On zamjenjuje cink u organizmu, pa se time spriječava razlaganje masti, uslijed čega dolazi do povećanja krvnog pritiska i srčanih oboljenja. Prema S. Arsenijeviću (1994) u jednom japanskom gradu umrlo je 56 lica trovanjem kadmijumom. Naime, navodnjavanjem pirinčanih polja riječnom vodom, koja je sadržavala 0.01 mg/dm3 kadmijuma, koncentracija ovog metala u pirinču (riži) povećala se preko tristotine puta ( do 3.3 mg/kg). Otpadna voda iz fabrike, koja se izlivala u rijeku, sadržavala je 0.04 do 0.061 mg/dm3 (litar) kadmijuma. Kada je riječ o olovu, analize su pokazale da količina olova od 100 mg u kilogramu hrane smrtno djeluje na stoku. Poznato je da se olovo taloži u površinskom humusnom sloju, a odatle dospijeva u biljke. Preko biljaka i životinja postoji mogućnost da olovo dospije i u čovječiji organizam. Kao i živa, olovo štetno utiče na hromozomski aparat. Prilikom ispitivanja zemljišta u Švedskoj naučnici su pronašli nedozvoljene količine olova. Prvi, ispitivani, sloj zemljišta je poticao iz sedamdesetih godina prošlog vijeka, kada je u Evropi korišćen olovni benzin kao pogonsko gorivo; drugi sloj je poticao iz XIX vijeka – perioda industrijske revolucije, a treći datira još iz vremena kada je u Rimskom carstvu počela prerada olova. Sama činjenica da je olovo dospjelo u Švedsku i da je detektovano nakon toliko 440
Osnovi geoekologije, cit. izd., str. 243. Hromozom, biol. tjelešce koje se stvara u ćelijskoj jezgri pri njenoj indirektnoj diobi; nosilac nasljednih osobina; broj hromozoma je stalan. 442 Živina jedinjenja su našla značajnu primjenu u agrikulturi (fungicidi i baktericidi) 443 Živa gradi dva reda jedinjenja: živa (I) – (merkuro) – jedinjenja (sa oksidacionim brojem +1) i živa –(merkuri) – jedinjenja (sa oksidacionim brojem +2). Sva živina jedinjenja su otrovna, sem onih koja su nerastvorljiva. 444 Zaliv Minimata, jugozapadno od Tokija; oboljelo preko 3000 ljudi, a ihtiofauna zaliva je desetkovana. 441
godina (vijekova) dovoljno je upozorenje da se prisustvu teških metala u pedosfernom kompleksu vrlo odgovorno pristupi. Cink spada u važne mikroelemente. Nalazi se u sastavu hormona insulina, u muškim polnim hormonima, nervima, zubima i dr. Biljke sadrže oko 10-4 % cinka, ali kod nekih ova količina može da bude veća (bokvica sadrži 0.02%, a ljubičica 0.05% cinka). Male količine cinka su neophodne za priraštaj i rodnost vrlo velikog broja biljaka. Cink u pedosfernom kompleksu potiče najčešće od industrijskog otpada i vještačkih đubriva. Bakar se nalazi kako u biljkama tako u čovjeku i životinjama. U organizmu odraslog čovjeka ima oko 100 – 150 miligrama bakra (jetra i kosti). Bakarna jedinjenja su za niže organizme jako otrovna, čak i u najmanjoj količini, a na čovjeka djeluju štetno samo velike količine; s obzirom da izazivaju povraćanje ne predstavljaju za čovjeka veću opasnost.445 Joni bakra djeluju kao jako baktericidno sredstvo, te se jedinjenja bakra primijenjuju u poljoprivredi. Voda koja u m3 sadrži nekoliko grama bakar (II) – sulfata gotovo je potpuno sterilna. Bakar i cink iz zemljišta dospijevaju u biljke biološkim procesima. Bakar u pedosferni kompleks dospijeva iz industrijskog otpada, od erozije i deflacije sa površinskih kopova bakra, kao i od fungicida. 7.3.4.1. Zagađivanje zemljišta čvrstim otpadom Čvrsti otpadi446 predstavljaju veoma brojnu i raznovrsnu grupu zagađivača životne sredine, kojih u današnje vrijeme ima sve više i koji ozbiljno ugrožavaju zemljište. U njih ubrajamo komadne otpatke koji dolaze iz domaćinstava, trgovina i ugostiteljskih objekata, industrijske i poljoprivredne proizvodnje i sl. Efekti dejstva raznih kontaminanta u pedosfernom kompleksu zavise od njihove količine, porijekla i hemijskog sastava. Prema C.S. Hellingu (1971), ukoliko se u budućnosti ne promijeni tehnologija obrade prirodnih resursa, i pri tome ne smanji produkcija industrijskog otpada, onda je za očekivati da će vještački priliv u pedosferni kompleks nekih hemijskih elemenata za nekoliko hiljada puta nadmašiti prirodni dotok tih istih hemijskih elemenata. Čvrsti otpad se može grupisati u odnosu na različite kriterije. Njegova raznolikost je izuzetno velika (veličina komada, količina, sastav), ali je najbitnija determinanta štetnost ovog otpada po pedosferni kompleks i životnu sredinu. Prema porijeklu i sastavu može se podijeliti na:447 razgradljivi otpaci organskog porijekla, pretežno iz poljoprivredne proizvodnje; sagorivi organski otpaci koji nisu podložni brzom raspadanju (hartija, koža, guma, drvo, tekstil); neorganski nasagorivi otpaci (staklo, metal, keramika); otpaci spaljivanja raznih vrsta sagorivih materija (šljaka, pepeo, zgura); kabasti predmeti (automobilske olupine, ambalaža, odbačeni građevinski materijal); ostaci procesa prečišćavanja voda i gasova (talog, mulj, čvrsti otpaci); čvrsti otpaci iz hemijske industrije (razna hemijska sredstva, boje, deterdženti); otpaci od prerađevina ruda (jalovina, šljaka, ugljena prašina). Čovjek može dnevno da unese u organizam oko 100 mg bakra u obliku bakar (II) – sulfata bez neke primjetne opasnosti. 446 Otpad(ak) je svaka materija ili predmet u čvrstom, takućem ili gasovitom stanju, uključujući i otpadnu toplotu 447 Opširnije vidjeti: Savić I., Terzija V., cit. izd. str., 96 – 98; Matović M., cit. izd., str. 62 -64. 445
Manje toksični, samim tim i manje opasni za pedosferni kompleks su otpadne materije (otpaci) jednoličnog, neorganskog sastava. Najčešće se koriste za sanaciju depresija na terenu ili za zasipanje napuštenih rudarskih jama, odnosno zasipanje terena gdje su vršeni istražni radovi. Najlošije rješenje je njihovo deponovanje na lokacijama gdje narušavaju, estetski i kontaminacijom, životnu sredinu. Nije rijedak slučaj da prisustvo vode (padavine ili močvarno zemljište) prouzrokuje aktiviranje štetnih komponenti. U tom slučaju potrebno je preduzeti niz mjera da se onečišćenje ne prenese na podzemne vode i okolno zemljište. Kod odlaganja otpada javlja se niz slabosti:448 otpad u naseljima i oko naselja (uglavnom na zemljištu) je ozbiljan estetski i higijenski problem; broj seoskih naselja gdje se vrši organizovano sakupljanje otpada je veoma mali; ne postoji selektivni pristup za kućni opasni otpad; rijetke su (uređene) deponije opasnog otpada, a najčešće nema tretmana (postupka) za opasni otpad; nema uspostavljenog sistema i postrojenja za tretman starih vozila; vrlo rijetko se može naći sistem odvajanja i reciklaže449 ambalaže od ostalog komunalnog otpada. Danas je neprihvatljivo razmišljanje da je sav industrijski otpad nepoželjni nusprodukt (sporedni proizvodi) koje treba trajno odbaciti. Cilj je da se sve više koristi kao sekundarna sirovina. Danas su u razvijenim zemljama naše planete prisutne razne tehnologije na bazi korištenja sekundarnih sirovina (čvrstog otpada). Istovremeno sve više je prisutan koncept tzv. „tehnologije na principu proizvodnje sa malo ili bez otpadaka“.450 Mnogo veće teškoće stvara komunalni otpad koji predstavlja heterogenu i voluminoznu masu, male vrijednosti i, uglavnom, manje specifične težine. Ova masa neravnomjernog oblika razlikuje se po sastavu u gradskim i seoskim naseljima. U gradskim naseljima preovlađuje ambalaža raznih vrsta (papir, drvo, juta, slama, plastika, špaga i dr.), otpaci namirnica i hrane, staklo i dr. (Tabela 47). U seoskim domaćinstvima se svi organski otpaci, koji se mogu koristiti, ne javljaju kao otpad. Ima više pepela, stakla i drugih nesagorivih i neupotrebljivih sastojaka. Komunalni otpad je nepodesan za transport, tretiranje, a poseban problem predstavlja njegovo skladištenje. Iz Tabele 47. se može uočiti da oko 2/3 otpadaka iz domaćinstva je iskoristivo za sekundarne sirovine, pod uslovom da se vrši sortiranje hartije, stakla, limenki i tekstilnih otpadaka.
448
449
450
Vidjeti opširnije: Strateški okvir za politiku upravljanja otpadom, Regionalni centar za životnu sredinu za Centralnu i Istočnu Evropu (REC), Beograd, 2002; navedeni problemi i slabosti su uglavnom vezani za nerazvijene zemlje i zemlje u tranziciji. Reciklaža, ponovna upotreba otpadaka u proizvodnom procesu (engl. Recycling), predstavlja ekonomičan environmentalno podoban kružni tok proizvodnje, tj. životni put (engl. Life Cycle) jednog proizvoda od sirovine i prerade u odgovarajući proizvod, zatim upotrebe, iscrpljenja upotrebe do deproizvodnje (engl. Remanufacturing), odnosno demontaže, obnove, pripreme i primarne proizvodnje – topljenja ili sagorjevanja. Ovaj kružni tok proizvoda zavisi od vrste materijala, kao i sposobnosti regeneracije sistema životne sredine. Končar – Đurđević S., Uloga i mogućnosti tehničke zaštite životne srdine, Zbornik radova SANU, Beograd, 1973.
Tabela 47. Prosječni sastav komunalnog otpada Red. broj 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Vrsta otpadaka Hartija (ambalaža, papir iz administracije i sl. Novine i časopisi Staklo - boce Otpaci hrane Metali različitog porijekla Plastika Tekstil, guma, kože Ostali materijali (Izvor: M. Matović, 1997).
Procentualni sastav 40 – 50 % ; od čega 2% karton 15 – 20 % 10 – 12 % 8 – 20 % 4 – 8 % ; od čega 3% limenki 4-8% 2–6% 1–2%
Sa stanovišta energetike i zaštite životne sredine, danas je izuzetno aktuelan značaj korištenja različitih otpadnih materijala, koji se često nazivaju sekundarne sirovine i sekundarna energija ili nekonvencionalna goriva:451 Komunalni otpad (kućni otpad), Komercijalni otpad (papir, karton, ostaci hrane, plastika i bolnički, nepatološki otpad), Građevinski otpad, Otpad poljoprivredne proizvodnje (uključujući drvo), otpad od prerade drveta, otpad od uređenja šuma, proizvodnje papira, otpad sa poljoprivrednih gazdinstava i otpad nakon žetvi, Otpad iz proizvodnje vode za piće (alge i sl.) i otpaci prerade ribe, Otpad prerade otpadnih voda (maziva, ulja, i sl.), Sagorivi industrijski otpad i otpad u rudarstvu, Prirodno rasprostranjeni karbonati sa sadržajem ugljovodonika, Sintetička goriva dobijena hemijskim i mikrobiološkim ili termičkim postupcima (vodonik, SO, pirolitička goriva452, sintetički gas, metanol, etanol, gasovi iz anaerobnih digestora i sl.). U nekim zemljama smeće se već u domaćinstvima klasira i tako transportuje do velikih sabirališta. Ovo, naravno, zahtijeva visoku disciplinu i svijest svih građana.453 Komunalno smeće se može prerađivati na više načina:454 sitnjenjem u cilju razdvajanja i homogeniziranja, separisanjem korisnih sastojaka, kompostiranjem (truljenjem), spaljivanjem i odlaganjem u kontrolisane deponije. Spaljivanje smeća (incineracija – pretvaranje u pepeo) je veoma skup, ali efikasan hemijski metod smanjenja količine otpadaka. Prema svjetskim standardima, ovaj metod se primjenjuje tamo gdje ima više od 200000 stanovnika. Prednost spaljivanja je u tome što je njegovom primjenom moguće zadovoljiti i najstrožije zahtjeve zaštite životne sredine, jer je moguće
451
Strateški okvir za politiku upravljanja otpadom, cit. rad, str. 27. Piroliza (grč. pyrόs – vatra + lysis – razrješavanje) – razgradnja materije pod uticajem toplote 453 Opširnije vidjeti: Milašin N., Švabić A., Sekundarne sirovine iz otpada, ″Čovek i životna sredina″, br. 6, Beograd, 1978. 454 Opširnije vidjeti: Matović M., cit. izd., str. 62 – 66; Komunalna higijena, cit. izd., str. 113 – 122; Strateški okvir za politiku upravljanja otpadom, cit. rad, str. 27 – 36. 452
sprovoditi kontrolu tokom čitavog tehnološkog procesa. Osnovni nedostatak ovog metoda su velike količine šljake i pojava nekih gasova, koji mogu da zagađuju atmosferu. Deponija je mjesto za konačno odlaganje otpadaka. Ona je najstariji i najviše primjenjivani način uklanjanja otpadaka. Deponije se najčešće koriste za komunalni otpad, a jedna, od danas prisutnih kategorizacija deponija, data je u Tabeli 48. Tabela 48. Kategoritacija lokacija deponovanja Red. broj 1.
Kategorija I
2.
II
3.
III
4.
IV
Opis deponije Sanitarne deponije sa potpunom opremom, drenažnim sistemom i podlogom sa folijom, sistemom za monitoring i kontrolu filtrata i gasa na deponiji Zvanične deponije koje se mogu koristiti u dužem vremenskom periodu, pod uslovom da se izvrši sanacija i uređenje deponije prema standardima Zvanične deponije – smetljišta koja se mogu koristiti maksimalno još 5 godina, pod uslovom da se prethodno izvrši sanacija sa minimalnim mjerama zaštite Zvanične deponije – smetljišta koja ne ispunjavaju ni minimalne mjere zaštite, koje su popunjene otpadom i koje odmah treba sanirati, zatvoriti i rekultivisati (Izvor: Strateški okvir za politiku upravljanja otpadom, 2002)
Poseban problem predstavlja odlaganje opasnog otpada i otpada od plastičnih materijala – plastičnih masa. Nažalost, kada je opasni otpad u pitanju, većina naselja u svijetu nema posebne deponije ili objekte za čuvanje opasnog (posebnog) otpada. Plastične mase (sintetičke ″smole″)455 predstavljaju nove proizvode savremene hemije koji danas zauzimaju sve važniju i širu upotrebu u životu čovjeka. No, njihov je problem, za sada, razgrađivanje mikrobiološkim putem, dok sagorjevanjem daju štetne gasove neprijatnog mirisa.456 Prema M. Matoviću (1997), u cilju zaštite životne sredine bilo je pokušaja da se umjesto plastike koristi hartija, koja je biološki razloživa i obnovljiva kao sirovina. Međutim, troškovi proizvodnje pokazuju da je mnogo niža cijena proizvodnje plastičnih vrećica od papirnih. Ako se još, uz to, podsjetimo na činjenicu da za proizvodnju hartije treba uništiti ogromne komplekse šuma, možemo zaključiti da je proizvodnja plastičnih vrećica prihvatljivija. Ovo, naravno, važi samo za proizvodnju. Naime godišnje se već dobija preko 100 miliona tona plastičnih masa, tako da se plastični otpad ubrzano akumulira u sve većim i opominjućim količinama.457 Novi pristupi u odlaganju otpada.458 Posljednjih godina osmišljen je novi pristup uklanjanja otpada, odnosno nova tehnologija kojom se potpuno uklanja otpad, kompilacijom već poznatih, ali i potpuno novih tehnoloških postupaka. Naziv novog metoda odlaganja otpada , za sada je prihvaćen kao BSU tehnologija: baliranje, spaljivanje i utiskivanje.
455
Današnji pojam plastične mase odnosi se na one materijale koji kao takvi nisu plastični (od grčke riječi plastikos – podesan za obradu), već ovu osobinu dobijaju tek kada se zagriju; hlađenjem održavaju dobijeni oblik. 456 Krajem prošlog (XX) vijeka otkriveno je nekoliko novih postupaka za dobijanje takvih plastičnih masa koje bakterije mogu da razore. Poznata svjetska fabrika za proizvodnju plastičnih masa ICI (SAD) proizvela je plastičnu masu koja je dobila naziv „biopol“ (biološki polimer). Ta se plastična masa dobija fermentacijom šećera (glukoze), koju izaziva bakterija Alicaligenes eutrophus. Jedna druga bakterija razlaže biopol sve do ugljendioksida koji odlazi u atmosferu. 457 Dovoljno je prošetati obalama naših rijeka, proći pokraj brojnih deponija i shvatiti koliko je ozbiljno pitanje konačnog rješenja odlaganja, razaranja ili transformacije plastičnog otpada. 458 Opširnije vidjeti: www.ekologija.net ; www.cistocans.co.yu ; www. recyu.org/yu/projekti/.
Baliranje, kao predpostupak sanacije otpada sa otvorenih deponija već je duže poznata tehnologija u Švedskoj (kompanija Balle Pres) koja se danas već uveliko primjenjuje u visokorazvijenim zemljama (SAD, Japan, Južna Koreja, zemlje Evropske unije). To je jednostavan postupak čija je suština da se dosadašnje deponije smeća pretvaraju u skladišta otpada. Nakon prikupljanja otpada, odvaja se koristan otpad za reciklažu, a ostatak se pod velikim pritiskom sabija u bale i umotava u posebne plastične folije. Pri ovom postupku razvija se i dosta visoka temperatura koja uništava mikroorganizme u otpadu. Bale imaju masu od 1.0 – 1.5 tona, a sam proces baliranja traje oko pet minuta. Na ovaj način se sprečavaju procesi biološke razgradnje, a eliminišu se i svi neugodni mirisi, karakteristični za otvorene deponije. Smeće je u balama hermetički zatvoreno, nema opasnosti od zamozapaljivanja i pojave eksplozija, a nema ni stalne opasnosti od zaraznih bolesti. Budući da su bale relativno male zapremine (u odnosu na masu) mogu se slagati u nekoliko etaža (nivoa), tako da, u odnosu na istu masu smeća na otvorenim deponijama, zauzimaju mnogo manju površinu. Pri takvom skladištenju otpad može godinama, u nepromijenjenom stanju, čekati dalju preradu (reciklaža ili spaljivanje, jer balirani otpad ne gubi svoj energetski potencijal). Uređaji za presovanje otpada mogu biti pokretni i stacionarni. Mobilnim uređajima se rješava problem ostrva i manjih odlagališta, a cijena im iznosi oko 500000 €, što je mnogo manje od izgradnje deponije sa otvorenim odlagalištem rastresitog otpada. Spaljivanje, o kom je već bilo riječi, je slijedeći postupak u BSU tehnologiji. Spalionice koriste otpad kao svoj energent, a same proizvode energiju i toplotu (npr. Beč 20% svojih energetskih potreba pokriva spaljivanjem otpada). Utiskivanje otpada (injektiranje) u pogodne geološke formacije, prirodne i vještačke objekte (bušotine) je tehnološki postupak koji se veoma dugo istražuje. Danas je to naučno provjerena i patentirana tehnologija svjetskih eksperata. Ovom tehnologijom mogu efikasno biti iskorišćene naftne bušotine, i to je završni postupak BSU tehnologije, kojom se iz životne sredine skoro potpuno uklanjaju opasne tekućine: ulja, kiseline i baze. Takođe, ovim postupkom se mogu eliminisati pepeo i filterski kolač s teškim metalima. Osnova ove tehnologije je injektiranje (utiskivanje) kaše otpada pod odgovarajućim pritiskom u dubine bušotina iz kojih se nekada crpila nafta. Da ovaj tehnološki postupak ne bi bio kontraindikativan potrebna je kompleksna petrografska, stratigrafska i seizmička analiza. Odabrana stijenska masa treba da predstavlja samostalnu (zatvorenu) hidrodinamičku cjelinu, u kojoj bi utisnuti otpad trebalo da ostane trajno zbrinut. Smatra se da je ovaj tehnološki postupak potpuno neopasan po okolinu jer se otpad odlaže na dubine od 5000 do 6000 metara. Većina eksperata smatra da ako nafta koja se tu nalazila hiljadama godina nije nikada izbila na površinu, neće ni otpad koji će je zamijeniti. Uostalom, rezon je ekonomista, bušotine koje su godinama bile neiskorišćene, a njihovo održavanje je bio stalni trošak, ovim tehnološkim postupkom ponovo postaju profitabilne (donose zaradu za odlaganje otpada). Nismo baš sigurni da je u ovom slučaju ekonomija trajno riješila probleme deponovanja određenog otpada.
7.3.4.2. Zaštita i popravljanje (sanacija) zemljišta Kod zagađivanja hidrosfernog kompleksa vidjeli smo da se mnoge zagađujuće materije, polutanti i kontaminanti, nalaze u procesu neprekidnog kruženja kroz razne medije životne sredine – vazduh, voda, zemljište, biljni i životinjski organizmi. Zagađujuće materije se na određenim lokacijama zadržavaju i akumuliraju. U zavisnosti od obima i strukture polutanata dešavaju se i oštećenja zemljišta, a da bi se zemljište zaštitilo od zagađujućih supstanci, moraju se znati izvori zagađivanja, količine zagađujućih materija i njihovo štetno dejstvo. Sanacija kontaminiranih zemljišta. Kod kontaminacije zemljišta javljaju se simptomi pogoršanja hemijskih svojstava. Ove, geohemijske promjene, saniraju se uglavnom kroz unošenje različitih materija u zemljište radi pospješivanja njegove plodnosti. Kalcifikacija459 - predstavlja unošenje različitih krečnih materija u zemljište: CaO (negašeni ili živi kreč), Ca(OH)2 (gašeni kreč), CaCO3 (krečnjak), CaCO3 · MgCO3 (dolomit) i laporovitih materijala (laporac – glina koja sadrži veliku količinu kalcijum karbonata). Humizacija – unošenje organske materije u zemljište; veoma efikasan način povećanja sadržaja organske materije je uzgoj različitih poljoprivrednih kultura koje se, kada odrastu, kose i zaoravaju (sideracija). Duboko oranje – primjenjuje se u onim slučajevima kada su površinski slojevi zemljišta toliko kontaminirani da se korijen ne može da razvija; dubokim oranjem dolazi do miješanja površinskih (kontaminiranih) slojeva sa dubljim, nekontaminiranim slojevima, čime se smanjuje intenzitet toksičnosti. Fitomelioracione mjere – označavaju one postupke u kojima se koriste biljke koje imaju izraženo svojstvo da u pojedinim organima vrše taloženje teških metala. Sanacija oštećenih zemljišta. Prema H. Resuloviću (1997) oštećenim zemljištima se smatraju ona kod kojih je došlo do potpunog njihovog oštećenja. Već smo vidjeli da se ovo dešava kod tzv. površinskih kopova u rudarstvu (ugalj, boksit i druge rude). U oštećena zemljišta spadaju i ona nastala slijedećim uticajima:460 - pod uticajem erozije ; u odnosu na eroziju plodno zemljište se javlja i kao ugrožena sredina koju treba štititi, ali i kao podloga na kojoj rastu kulture važne u borbi sa erozijom; - u brdskim terenima sa tankim plodnim zemljištem, provale oblaka mogu dovesti do spiranja velikog procenta plodnog zemljišta; jednostavna mjera zaštite može se svesti na formiranje parcela, kratkih u pravcu spiranja, sa plitkim zaštitnim jarkom iznad parcela, ali i postavljanjem odgovaraućih pletera; - visoki vodostaji i proticaji vodotoka i bujični tokovi, ali i normalni proticaji većine vodotoka, kod bočne erozije ugrožavaju i odronjavaju konkavnu obalu vodotoka; zaštita se sprovodi ragulacijom toka,461 odnosno radovima na uređenju prirodnih vodotoka. Radovi na uređenju prirodnih tokova su po pravilu obimno, dugotrajni i veoma skupi. Jedan od najčešćih razloga uređenja riječnog korita je u cilju njegove stabilizacije i zaštite priobalja (zemljišta). Izgradnjom nasipa može se spriječiti izlivanje velikih voda određene vjerovatnoće pojave (decenijske, vijekovne, milenijumske vode i sl.).
459
Kalcifikaciju kao sanacionu mjeru treba izvoditi na kiselim zemljištima, zatim kod prisustva teških metala u zemljištu i jačeg uticaja kiselih kiša. 460 Opširnije vidjeti: Babović M.,cit. izd., str. 91 – 95; Resulović H., cit. izd., str. 133 – 134. 461 Opširnije vidjeti: Muškatirović D. (1978): Regulacija rijeke, Skripta za studente zavoda za hidrotehniku Građevinskog fakulteta, Beograd, (str. 325 – 394),
Osim zaštite regulacijom, postoji i lokalni način zaštite koji se sastoji u primjeni žive vegetacije u regulisanju korita prirodnih tokova (biotehnički radovi). Za zaštitu kosina riječnih obala koriste se razne vrste trava462 , a u inundacionim ravnima se sade razne vrste topola (Populus). Na ovaj način se racionalno koriste značajne, ali teško iskoristive zemljišne površine. Specifičan vid odnošenja korisnih komponenti iz plodnog tla odvija se eolskom erozijom i erozijom u uslovima pljuskova, zbog čega se preduzimaju posebne mjere zaštite: gajenje sočivastih usjeva, osmišljavanje organizacije prostora i sl.463 K. Soйer navodi da erozija odnosi veliku količinu fosfora sa njiva, u vidu suspenzije koja otiče u površinske tokove. Rekultivacija.464 Mjere sanacije oštećenih zemljišta (erozija, šumski požari, vjetroizvale,465 klizišta466) se nazivaju rekultivacija ili eurekultivacija , odnosno potpuna rekultivacija. U stručnoj i naučnoj literaturi danas su u upotrebi i termini semirekultivacija467 i spontana rekultivacija. Semirekultivacija je mjera kojom se na oštećenim površinama zemljišta izvrši samo sadnja šumskog drveća, ali teren ostaje i dalje oštećen. Spontana (prirodna) rekultivacija se dešava kada nema intervencije čovjeka u oštećenom pedosfernom kompleksu; stoga je sanacija rezultat samonikle (prirodne) vegetacije. Smatra se da je za uređenje zemljišta najvažnija eurekultivacija. Ona se izvodi kroz tri 468 faze: tehnička faza, agrotehnička ili silvotehnička faza (lat. silva – šuma), biološka faza. Jedan od uspješnih primjera rekultivacije je ugljeni basen Rajnsko – Vestfalske industrijske regije u Njemačkoj. Danas je u ovom ugljenom basenu uspješno uspostavljen novi ekosistem flore i faune na površinskom ugljenokopu. Primjeri tehnoloških i bioloških rekultivacija površinskih kopova ruda, započetih u mnogim zemljama, pokazuju brzi razvoj, veliku adaptitivnu sposobnost i bogatstvo biljnog i životinjskog svijeta na tim staništima. Sanacija klizišta. Klizišta su dinamičan denudacioni proces, koji je još uvijek slabo proučen, teoretski i praktično, u svijetu i kod nas. Prema specifičnim osobinama, protivklizišne mjere mogu se podijeliti na tri grupe: tehničke, elektrohemijske – geoelektrične i biološke mjere.469 Cilj tehničkih protivklizišnih mjera je da se izgradnjom različitih građevinskih objekata i drugim radovima poveća otpor pokrenutim kliznim masama, odnosno da se u potpunosti spriječi kretanje pokrenutih masa. Elektrohemijska metoda sastoji se u propuštanju jednosmjerne struje kroz aluminijsku i bakarnu elektrodu. Al je anoda, Cu je katoda.470
462
Od trava se najčešće koriste: medulinka (Holcus Lanatis), pirevina (Triticum Tepens), troskot (Polygonum Aviculare) i dr. 463 Сойер К., Фосфор и экология (1977): Фосфор в окружаящей среды, Мир, Москва. 464 Lat. cultio – obrađivanje zemlje + re , prefiks koji značava: obratno, nazad, ponovo, nanovo. 465 U šumskim zajednicama, pod naletima jakih vjetrova dolazi do izvaljivanja stabala iz zemljišne mase; pod vjetroizvalom jednog stabla može se otkopati i do 14 m3 zemljišta. 466 Opšitrnije vidjeti: Lazarević R., Klizišta (2000): Društvo bujičara Jugoslavije – Beograd, Beograd. 467 lat. semi...u složenicama znači: pola, napola, djelimično. 468 Resulović H., Pedologija sa geologijom, cit. izd., str133 – 134. 469 Opširnije vidjeti: Lazarević R., Klizišta, cit. izd., str 86 – 98. 470 G.D. Dubelir, B.G. Kornjejev (1955): Izvođenje zemljanog trupa u oblasti klizišta i osulina, Beograd.
Elektrohemijskim očvršćivanjem zemljište stiče takvu konzinstenciju (čvrstoću) kao da je bilo izloženo velikom opterećenju i pritisku.471 Zapravo, sprovedena je brza vještačka dijageneza glinovitih masa, što se inače dešava tek kroz dugi geološki period. Biološke protivklizišne mjere rijetko se samostalno primijenjuju. Travni pokrivač, bilo zasijavanjem trave ili prekrivanjem busenom, najviše se koristi na vještačkim kosinama. Žbunje i visoko drveće koriste se najčešće za učvršćivanje padina, a zatim za kosine usjeka ili nasipa. Prema G. Dubeliru (1955) takav zâsad ima višestruki značaj: zadržava na sebi izvjesnu količinu vode, smanjuje brzinu oticanja površinskih voda, troši izvjesnu količinu podzemne vode i najzad, ako je klizna masa tanja, korijenovim sistemom je stabilizuje („armira“) i tako uspješno zaustavlja kliženje. Poruka je jasna: na kliznim površinama (aktivnim ili smirenim) ne treba sijeći šumu (krčiti), jer u najvećem broju slučajeva može oživjeti klizišni proces. Pedosferni kompleks i proces urbanizacije. Urbanizacija danas izaziva kompleksne promjene u ruralnim sredinama, uglavnom pod posrednim uticajem grada. Dio tih promjena se višestruko reflektuje na pedosferni kompleks: smanjivanje površina plodnog zemljišta, enormno povećanje hemijskih sredstava u cilju povećanja prinosa sa poljoprivrednih površina, pretvaranje plodnog zemljišta u građevinsko zemljište (vikend naselja) i dr. Rješenje problemâ je moguće razmještajem poljoprivrednih površina i sagledavanju environmentalnog koncepta pedosfernog kompleksa određenog geografskog prostora (environmentalni aspekti na različitim nivoima prostornog planiranja). Drugim riječima, rješenje naraslih problema vezanih za zemljište, kao medij životne sredine, moguće ja ukoliko se dosadašnji, neplanski i nekontrolisani način prostornog razvoja zamijeni kompleksnom planskom prostornom organizacijom. Korišćenje zemljišta i gradsko zelenilo. Uvođenje zelenila u naseljene prostore sa njegovim prirodnim oblicima je jedan od osnovnih principa savremenog urbanističkog stvaralaštva. U urbanim prostorima zelene površine se formiraju:472 između blokova zgrada, duž saobraćajnica u naselju, zelene površine duž glavnih saobraćajnica, groblja kao zelene površine, zelenilo duž tokova rijeka u naselju, parkovi, zelenilo oko industrijskih objekata, bolnica, škola, sportskih terena. Značaj zelenila ogleda se prije svega u korisnim efektima modifikacije elemenata klime gradova: temperature, vlažnosti, Sunčevog zračenja, dejstva vjetra i kvaliteta vazduha. Pored toga, veoma su važna i psihohigijenska dejstva na čovjeka (boja, miris, šuma, vizuelni doživljaj i dr.).
471
Ilić M., Elektrohemijsko očvršivanje gline i glinovitog zemljišta (1946): Nauka i tehnika, br. 6, Beograd. Resulović H. (1979):Geologija sa pedologijom, Ministarstvo obrazovanja, nauke, kulture i sporta FBiH , str. 142 - 143
472
7.4. BIOSFERNI KOMPLEKS Biosfera je oblast aktivnog života organizama. Ona obuhvata niži dio atmosfere, hidrosferu i gornji dio litosfere, a svi ovi dijelovi geografskog omotača su uzajamno povezani složenim biohemijskim procesima preraspodjele energije i materije. Podsjećanja radi, pojam biosfere je predložio francuski biolog Ž.B. Lamark (J. Lamarck,),473 a u nauku terminološki ga je promovisao austrijski geolog E. Zis (E. Suess, 1831 – 1914). Smatra se da je učenje o biosferi razradio V.I. Vernadski (1836 – 1945). Osnovnu strukturnu jedinicu biosfere predstavlja ekosistem kao jedinstven sistem nežive i žive sredine, odnosno jedinstvo odgovarajućeg biotopa i biocenoze. Uticaj čovjeka na biosferu. Čovjek je svojim ukupnim djelovanjem izvršio velike promjene u biosferi. Uzroci tih promjena su mijenjanje načina života kroz ljudsku istoriju, izuzetno visok prirodni priraštaj ljudske populacije – „demografska eksplozija“, razvoj industrije, rudarstva i drugi negativni (ali i pozitivni) uticaji. Nekada je čovjek živio od lova i sakupljanja plodova i svojim aktivnostima nije ugrožavao biosferni kompleks. Prelaskom na stočarenje i obradu zemljišta čovjek je bio primoran da uništava prirodne zajednice: šume, stepe, močvare i dr. Na taj način bitno je izmijenjen izgled i karakter oblasti u kojima se čovjek nastanio. Zbog uništavanja šuma na brdsko – planinskom terenu došlo je do pojava ubrzane (ekscesivne) erozije i odnošenja plodnog zemljišta. Njega je nasljedila ogoljela, neproduktivna stijenska masa. Istovremeno, iščezavanjem biljnog pokrivača sa topografske površine, pospješuje se površinsko oticanje padavina i smanjuje količina podzemne vode, potrebne za vodosnabdijevanje stanovništva i naselja. Svojom aktivnošću čovjek je, zbog različitih interesa, doveo neke životinjske vrste skoro do potpunog istrebljenja i na taj način nasilno je mijenjao evoluciju biosfernog kompleksa. Zagađivanje biosfere je jedan od najtežih problema i jedan od najvećih izazova za savremenog čovjeka. Podjednako, namjerno ili slučajno, se zagađuju voda, vazduh i zemljište, a to često izaziva masovno (iz)umiranje živog svijeta. Pronalaskom prvih oruđa i oružja čovjek je na različite načine mogao da utiče na svoju životnu sredinu, samim tim i na biosferu. Zavisno od komponenata prirodne sredine i brojnosti ljudske populacije, obim i intenzitet tih aktivnosti bio je, u suštini, pozitivan sve do početka XX vijeka. Nakon toga, većina ljudskih aktivnosti postaje faktor degradacije životne sredine i biosfere. U biosferi čovjek je postao jedan od najmoćnijih environmentalnih faktora, jer je za kratko vrijeme izgradio svoj okvir života i time odredio pravac promjena u ekosistemima i biosferi u cjelini. „Savremenu životnu sredinu, kao i biosferu, karakteriše stalno povećanje udela antropogenih ekosistema (agrarnih, ruralnih i urbanih naselja) a smanjuje se udeo prirodnih ekosistema u ukupnoj površini“.474 Čovjek postiže izuzetne rezultate u nauci i njenoj primjeni u praksi, ali treba znati da čovjek ne može biti izvan prirode. On je, htio to ili ne, član biocenoza (životnih zajednica) u kojima živi, moćan je faktor životne sredine i biosfere u cjelini, no nikada ne treba da zaboravi da nije i gospodar prirode. Svojim aktivnostima čovjek izaziva brojne promjene u ekosistemima, 473
Lamarck Jean – Baptiste (1744 – 1829), francuski prirodnjak, osnivač teorije spontane generacije, lamarksizam (evolucija živih bića, kroz uticaj različitih sredina, na ponašanje i organsku morfologiju). 474 Matović M., cit.izd., str. 39.
pokreće složen splet odnosa pri čemu nastaju veoma složene lančane promjene, koje se odvijaju shodno biotičkim zakonitostima, po pravilu veoma često mimo volje čovjeka, sa nepredvidljivim posljedicama. Upoznavanje osnovnih environmentalnih zakonitosti dovodi do saznanja da su promjene u životnoj sredini i biosfernom kompleksu veoma složene, da je svaka intervencija u životnoj sredini kompleksnog karaktera i da je stoga potrebna velika obazrivost u korišćenju bogatstava i potencijala prirode.475 Globalno otopljavanje,prirodne katastrofe i biosfera. Svjetski eksperti476 u svojim studijama navode da porast srednje godišnje temperature od 0.6oC, za proteklih 30 godina, ima već ozbiljne posljedice po živi svijet naše planete. Umirući koralni grebeni, kasnije dolazak jeseni i ugrožen opstanak nekih vrsta kornjača su samo najupečatljiviji primjeri da je globalno otopljavanje počelo da se neposredno odražava na život biljaka i životinja širom naše planete. Neke vrste su osuđene na nestajanje (smrt) u borbi sa sve višom temperaturom, čemu doprinosi i sve brojnija ljudska populacija. Osnovna razlika između sadašnjeg i prethodnog perioda klimatskih promjena (glacijali i interglacijali) leži u tome što sada našu planetu naseljava blizu sedam milijarde ljudi, pa su za neke životinjske vrste blokirani vijekovni migracioni koridori. Jedan od najmarkatnijih repera modifikacije klime, na početku III milenijuma, jesu koralni grebeni širom svijeta koji su opustošeni (16% svjetskih koralnih grebena), a to je direktna posljedica porasta temperature vode u Svjetskom moru. Vrlo precizna ekspertska posmatranja su registrovala da, u Evropi, lišće na drveću svake decenije počinje da žuti 0.3 do 1.6 dana ranije, a ornitolozi upozoravaju da neke vrste ptica selica mijenjaju trase svojih putovanja. U zavisnosti od smanjenja ili rasta emisije aktivnih (GHG) gasova u atmosferi dešavaće se promjene klimatskih elemenata. To će usloviti globalne promjene ekosistêma, odnosno do nestanka pojedinih biljnih i životinjskih vrsta, uz moguću dominaciju drugih vrsta. Eksperti Ujedinjenih nacija (UNEP) u svom dokumentu, pod nazivom GEO – 3,477 smatraju da bi četvrtina sisara na svijetu mogla da izumre do početka četvrtog decenija XXI vijeka. Biodiverzitet naše planete je ozbiljno doveden u pitanje. Ocjena je da je u svijetu ugroženo 1130 od preko 4000 vrsta sisara i 1183 od 10000 vrsta ptica. Među najugroženijim vrstama su, između ostalih, afrički crni nosorog, sibirski tigar i amurski leopard. Najveću opasnost za živi svijet predstavlja čovjek, jer uništava prirodna staništa procesom industrijalizacije i urbanizacije, širenjem rudarstva i poljoprivrede, ali i konstantnim uvođenjem alogenih životinjskih i biljnih vrsta, zbog čega su ugrožene (uništene) lokalna fauna i flora. Mnoge od 30% vrsta biljaka i životinja, kojima prijeti nestanak do sredine ovog vijeka žive u staništima ugroženim povećanjem emisije GHG gasova. Ako dođe do značajnijeg uništavanja ili degradacije tih staništa, prvo će biti ugrožene neke od krupni(ji)h životinja.
475
Opširnije vidjeti: Veljović V. (1986):Ekološki optimum – pojam i značaj u zaštiti životne sredine, Zbornik radova sa naučnog skupa „Čovek i biljka“, Novi Sad. 476 Ekološki program UN (UNEP); Svjetski samit UN o trajnom razvoju; geobotaničar Đan Reto – Valter, Univerzitet u Hanoveru; 477 U izradi ovog dokumenta učestvovalo je preko 1000 naučnika iz istraživačkih centara širom svijeta koji su razmotrili promjene životne sredine u proteklih 30 godina i procijenili stanje u prve tri decenije XXI vijeka.
Problem ugroženosti živog svijeta nije „izum“ savremenog perioda razvoja naše matične planete. Iz geološke istorije Zemlje najčuvenije masovno izumiranje478 odigralo se na granici mezozoika i kenozoika („K – T“ granica; „kreda – tercijar“), prije 65 miliona godina, kada su nestali dinosaurusi. No ovo izumiranje nije ni izdaleka bilo jedino, niti čak najintenzivnije. Najveće poznato masovno izumiranje nastupilo je na kraju epohe perma, prije oko 230 miliona godina, kada je oko 98% svih živih vrsta nestalo za veoma kratko vrijeme. Objašnjavajući uzroke masovnih izumiranja vrsta, M. Ćirković (2003)479 ističe da je u posljednjih nekoliko decenija skup ideja vezanih za ključni uticaj kosmičkih faktora za evoluciju života na našoj planeti dobio konkretan oblik i snažnu empirijsku podršku. Pokazalo se da postoji izuzetno velika uzajamna veza između preokretanja Zemljinog magnetnog polja i nastanka udarnih kratera na topografskoj površini (asteroidi ili komete koji su izazvali katastrofe u prošlosti), a i jedno i drugo se čini povezanim sa epizodama masovnih izumiranja živih vrsta. Osnovni problemi šumskih resursa. Jedan od najznačajnijih faktora za očuvanje životne sredine su šume naše planete. One su prirodno dobro od ogromnog značaja. Vidjeli smo da one utiču na klimatske elemente, sastav atmosfere, na hidrološke procese, erozivne i akumulativne procese, uopšte na biosferu i životnu sredinu. Nije nikakva novost da je šuma sve manje. Prema procjenama stručnjaka, u posljednjih 300 godina nestalo je skoro 2/3 površina pod šumama na našoj planeti. Posebno su devastirane sredozemne šume, koje su svedene na svega 20% nekadašnjih površina, a ništa bolja sudbina nije ni monsunskih šuma, kojih je ostalo 10 – 15% od nekadašnjeg areala. O posljedicama uništavanja šuma u Sredozemlju najbolje govore primjeri razvijene erozije i potpuno uništenog rastresitog pokrivača. Nekadašnje prašume hrastovih šuma u Srednjoj Evropi iskrčene su još u periodu između VII i XIII vijeka. U današnje vrijeme, krčenje tropskih šuma se, s pravom, ističe kao negativan odnos čovjeka prema šumama kao prirodnom dobru. Posebno su ugrožene šume u Amazoniji, za koje već odavno postoji izreka da su „pluća planete“, odnosno najveća „fabrika kiseonika“ i „potrošač“ ugljen - dioksida. Zbog toga, da li možemo mirno spavati ako znamo da je za vrijeme od jednog minuta sa lica Zemlje nestalo 20 ha šuma. Najveći ekološki projekt, ikad pokrenut u svijetu, nosi naziv „Kako sačuvati Amazoniju“,480 a u njega je uključena i brazilska vlada.481 U amazonskoj oblasti uništavanje šuma traje decenijama. Ekspertska mišljenja oko toga koliko smanjenje šumskog područja riječnog sliva Amazona utiče, ili će uticati, na fenomen porasta globalne temperature nisu usaglašena. Saglasnost je postignuta jedino oko toga da je od 1500. godine (otkriće Brazila) do danas iskrčeno oko 15% amazonskih šuma.482 Nasrtanje na ovaj geografski prostor pod šumama, i ne samo ovaj, koji je, uz Svjetsko more, osnovni proizvođač kiseonika za našu planetu, je vezano za čitav niz ekonomskih 478
Relativno brzo iščezavanje (u odnosu na istorijsko - geološki razvoj Zemlje) određene žive vrste nakon dugih vremenskih perioda potpune stabilnosti ekosistema. Ove epizode, naglog iščezavanja, dobile su naziv masovna izumiranja. 479 Dr Milan M. Ćirković, sekretar Društva astronoma Srbije i naučni saradnik Astronomske opservatorije u Beogradu. 480 Naučni skup „Kako sačuvati Amazoniju“ održan je u glavnom gradu Brazila, Braziliji, 2002. godine. U projekat je uključeno preko 1000 naučnika sa oko 100 vodećih instituta svijeta. 481 Riječ je o projektu „SIVAM“, koji vrijedi više od milijardu američkih dolara, a kojim će se iz vazduha pratiti stanje u amazonskoj regiji kako bi se spriječilo dodatno uništavanje najveće prašume na svijetu. 482 Amazonija je područje sa oko 5.0 miliona km2, uključujući i dijelove koji nisu pod tropskim šumama u sjevernom Brazilu.
interesa: industrijalizacija (svjetski značajne rezerve ruda gvožđa, nikla, bakra, zlata, boksita i, naravno, drveta), gradnje puteva i hidroelektrana, istražni radovi ležišta nafte i dr. Sve je ovo doprinijelo, da je skoro 12% šuma amazonskog basena oboljelo, a da je više od 13% tog istog basena ogoljelo, a na ostalim područjima naše planete situacija je još teža (Tabela 49). Tabela 49. Svjetski pokazatelji stanja šumskih resursa na Zemlji Red. broj 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Godišnji gubitak šume Stanje prvobitne šume (103/ha) (106/ha) Srednja Amerika 60 1.000 Južna Amerika 525 9.000 Zapadna Afrika 100 890 Istočna Afrika 88 800 Zapadna Azija 31 1000 Istočna Azija 30 7000 (Izvor: Međunarodni fond za spašavanje biljnog i životinjskog svijeta) REGIJE SVIJETA
Tabela 50. Odumiranje šuma u nekim zemljama Evrope prema podacima za 1990. godinu (u %) Red. broj 1. 2. 3. 4. 5. 6
Država
Teško Umjereno oštećeno oštećeno Švedska 21.0 17.7 Norveška 12.0 28.9 Austrija 4.5 36.5 Češka i Slovačka 16.4 49.2 Švajcarska 16.0 52.0 Holandija 28.9 (Izvor: OUN, Komisija za ishranu i poljoprivredu)
Zdravo 61.3 59.1 59.0 34.4 32.0 -
Eksploatacijom šuma u amazonskom basenu i drugim područjima svijeta ugrožava se istovremeno i životinjski svijet naše planete. Promjene u pogledu sastava živog svijeta. Tokom evolucije biosfere, na Zemlji su iščezle ne samo određene vrste, već i krupnije sistemske jedinke. U procesu evolucije izumirale su jedne vrste i obrazovale se druge vrste. Ovaj proces je rezultat transformacije fizičkogeografskih komponenti naše planete (promjena klime, raspored kopna i mora, intenzitet i obim geomorfoloških agenasa, promjene u hidrosfernom kompleksu i dr.). Ono što je ipak indikativno je činjenica da se nestanak mnogih životinjskih vrsta vezuje za pojavu čovjeka na našoj planeti. Šireći ekumenu ljudi su vrlo brzo amputirali areale rasprostranjenja fitocenoze i zoocenoze. Na ovaj način ozbiljno je ugrožena brojnost populacije biljnog i životinjskog svijeta, ali i broj vrsta. Samo u posljednjih 60 godina, krivicom čovjeka, izumrlo je 76 životinjskih vrsta i oko stotinu biljnih vrsta.483 Kada je u pitanju negativan uticaj na savremenu faunu evidentna su dva osnovna faktora: upotreba pesticida na prostoru staništa, proces industrijalizacije. Upotreba pesticida prisutna je u svim poljoprivrednim rejonima svijeta, praktično na cijelom prostoru naše planete (faktor „prekograničnih emisija“ putem vode i vjetra – pesticidi se mogu 483
Mašinskij, L.O. (1973): Gorod i priroda, Moskva.
taložiti u zemljištu i infiltracijom, odnosno površinskim spiranjem zemljišta, ulaziti u hidrosferni kompleks i štetno djelovati na ihtiofaunu, ornitofaunu i dr.). Ornitofauna, posebno fazani, divlji golubovi i sl., vrlo često se truju usljed prekomjerne i nestručne upotrebe pesticida „furodana“ koji se koristi za tretman sjemenskog kukuruza protiv žičara i crva. Mada je o pesticidima već bilo riječi, potrebno je naglasiti i njihovu bitnu ulogu u eliminaciji samoniklih biljaka.484 Urbanizacija, u suštini, predstavlja lokalni faktor koji veoma snažno determiniše transformaciju fizičkogeografskih uslova prisustva faune na određenom staništu. Usljed brojnih primjera narušavanja prirodne sredine od strane čovjeka, životinjske vrste su izložene velikim promjenama. Brojne vrste smanjene su samo na nekoliko jedinki i prijeti im velika opasnost od potpunog istrijebljenja.485 Poznato je da u fizičkoj sredini (prirodi) vlada ekvilibrijum među različitim životinjskim vrstama (vrsta staništa, lanac ishrane, prirodna selekcija...). U okvirima promjena fiziogenih varijabli koje određuju uslove rasta ili opadanja pojedinih vrsta životinjske populacije moguća su (povremena) odstupanja pri čemu se bitnije ne narušava biosferni kompleks. Antropogeni uticaji, posredni ili neposredni, omogućavaju često kod životinja dvije suprostavljene mogućnosti: ili brži razvoj i dominaciju na određenom staništu, ili brže izumiranje. Međunarodno društvo za zaštitu resursa (IUNC) svrstava sve vrste prema ugroženosti u tri kategorije: a) vrste koje su ugrožene zbog prijetnje regeneraciji njihovih populacija u bliskoj budućnosti; b) vrste koje su osjetljive jer im se populacije smanjuju – brojčano i geografsko rasprostranjenje ili zajedno, pa njihovo dugoročno preživljavanje nije sigurno; c) vrste koje su rijetke jer je njihova ukupna populacija mala ili je prostorno ograničena. Zbog izmijenjenih uslova životne sredine, koji su, bez sumnje, u najvećoj mjeri posljedica djelovanja čovjeka, sastav biosfere je bitni izmijenjen. Svjesni smo da su brojne vrste nestale, a nije mali broj onih koje se sve teže održavaju. Brojčano se najviše smanjuju sisari jer su, u većini slučajeva, predmet potreba čovjeka (hrana, sirovina, lovački trofej i dr.). Ovom prilikom, podsjetićemo se sudbine evropskog bizona i kitova. Evropski bizon je, od nekada brojne i dominantne životinjske populacije na evropskom kontinentu, na putu da nestane. Danas se održava samo u nekim rezervatima Poljske i , prema nekim izvorima, Kavkaza. Kitovima je, zbog viševjekovnog lova, opstanak došao u pitanje, tako da su danas uvedene mjere zaštite ulova najvećih sisara svijeta. Treba se takođe podsjetiti da je pod antropogenim, (posrednim i/ili neposrednim) uticajem svjetska ornitofauna zauvijek izgubila pticu moa (Diornis), srodnika noja, koja je živjela na Novom Zelandu; ista sudbina je zadesila najveću vrstu ptica svih vremena epiornis (živjela na Madagaskaru), i niz drugih vrsta. Lov danas ima veliki značaj kod promjena sastava živog svijeta. U suštini, lov (lovna privreda) predstavlja ulov divljači i ptica radi dobijanja krzna, mesa i dr., uz održavanje broja životinja u prirodi na optimalnom nivou. Nažalost, zbog nerazumnog lova, nepoštovanja lovačkog kodeksa i odsustva rigoroznije zakonske regulative u ovoj oblasti, sa naših geografskih prostora nestale su, ili nestaju, mnoge vrste ptica i divljači ( ris, mrki medvjed, šakal, kuna zlatica, jelen, suri orao, orao bradan i dr.), odnosno ako nisu nestale onda su sasvim prorijeđene. 484
Samonikle biljke su osnovna hrana mnogim vrstama insekata i njihovim eliminisanjem značajno se poremeti lanac ishrane 485 Opširnije vidjeti: Mašinskij, L.O., cit. izd; Spahić M., cit. izd. str., 262 – 265.
Promjena ekoloških uslova životne sredine. Do promjena sastava živih bića ne dolazi samo direktnim uništavanjem, već i posredno, promjenom ekoloških uslova životne sredine koji će sekundarno djelovati na živi svijet određenog područja.486 Eklatantan primjer je isušivanje močvara ili uništavanje drvenaste vegetacije i tršćaka na vlažnim staništima. Isušivanjem močvara iščezavaju biljne i životinjske vrste vlažnih staništa, mada ih čovjek, u suštini, neposredno i ne uništava. Prema M. Matoviću (1997) u Pančevačkom ritu (blizina Beograda) živjeli su: labudovi, čaplje, kormorani, galebovi, buljine i dr. Isušivanjem rita nestale su i ove ptice. B. Gašić 487 u svojim istraživanjima ornitofaune ribnjaka Bardača ističe da je potpunim uništenjem šest od devet postojećih biotopa (vodoplavne šume različitog tipa i tršćaci, a vjerovatno i flotantna, odnosno plivajuća vegetacija) se onemogućuje gniježđenje čak 28 vrsta ptica od 84 koje raniji autori488 navode kao sigurne gnjezdarice Bardače. Razlog je i privatizacija ribnjaka „Bardača“, a u tom slučaju, zarad ekonomije, neminovno strada ekologija. Prema kustosu B. Gašiću (2005), danas se na Bardači razvija moderan ribnjak, ali od „bisera naše prirode“ (kako je bila definisana Bardača u „Lajsens“ programu – LICENSE: Local Institutional Capacity Development in Environmental Sensitive Areas489) malo šta će ostati, ako uopšte ostane. U prevodu, opustošeni tipovi vegetacije ne mogu se oporaviti ni u narednih 100 do 200 godina, samim tim ni brojna ornitofauna nema više tu šta da traži. Brojni su primjeri intervencija koje mogu da dovedu do otvaranja navdenih procesa. Takve procese, kada jednom započnu, nije moguće dalje kontrolisati. Kao posljedica navedenih promjena (Pančevački rit, Bardača i sl.) najčešće dolazi do supstitucije autohtonih ekosistema, drugim , manje vrijednim. Jedan, vjerovatno od najubjedljivijih primjera navodi K. Vasić (1973) i vezan je za sušenje bukve. U početku, zbog neprilagođene eksploatacije bukve dolazi do pretjeranog otvaranja šumske sastojine. Pojedina stabla usljed pretjerane insolacije (koja je rezultat neprilagođene eksploatacije) vrlo brzo oboljevaju. Upalom kore stvaraju se povoljni uslovi za invaziju insektskih vrsta krasaca (Agrilus virdis L.) i potkornjaka (Taphrorhychus bicolor Hbst.), koji utiru put najezdi drvotočaca. Drvotočci unose spore gljiva izazivača truljenja drveta te dolazi do raspada još žive biljke koja se lomi i pada izlažući tako nova stabla pretjeranoj insolaciji. Jednom pokrenuti mehanizam narušavanja ekosistema bukove šume više se ne može zaustaviti. Nekada stabilni ekosistem počinje da propada u svim svojim dijelovima. Zbog proređenosti šume dolazi i do spiranja lako ratvorljivih soli i odnošenja gornjeg sloja zemljišta, a time i do narušavanja kompleksa zemljišne faune. Izmijenjeni uslovi u zemljištu i ekoklimi, smanjuju vitalnost mladica bukve, te nema mogućnosti za obnovu same šume. Dolazi, prema K. Vasiću, do ireverzibilnih procesa koji rezultiraju u sekundarnoj sukcesiji490 i pretvaranja ovih šuma u livade i/ili pašnjake, a često dolazi do ogolićavanja mineralne podloge. Vrlo poučan primjer uticaja čovjeka na promjenu sastava živih bića možemo upoznati i na primjeru krompirove zlatice (Leptinotarsa decemlineata). Krompirova zlatica je ograničeno živjela u Stjenovitim planinama (SAD), sve dok se nije pojavio čovjek sa kulturom krompira. Nakon toga je brojnost njenih populacija nezadrživo „eksplodirala“, osvojivši za kratko vrijeme 486
Opširnije o ovoj temi može se vidjeti: Matović M., cit. izd., str. 44 – 46; Vasić K., Janković LJ., Rezultati istraživanja kretanja populacionog nivoa gubara (Portheria dispar L.) na nizijskim loalitatima u periodu 1952 – 1972. godine, Prvi kongres ekologa Jugoslavije, Beograd, 1973. 487 Branislav Gašić, kustos zoolog u Muzeju Republike Srpske, Banjaluka, 2005. 488 Obratil S., Ornitofauna ribnjaka Bardača kod Srpca, Glasnici Zemaljskog muzeja, Sarajevo, 1972 i 1973. god. 489 Razvoj kadra lokalnih institucija u ekološki osjetljivim područjima. 490 Sukcesija, lat. successio od succedere – ići za kim, slijediti
cijeli sjevernoamerički kontinent, a zatim i cijelu Evropu. Na našim geografskim prostorima se pojavila 1965. godine.491 Očigledno je da čovjek, šireći svoj životni prostor, je istovremeno počeo mijenjati i prostorni raspored živih bića na našoj planeti. Unošenjem nekih vrsta (namjerno ili slučajno) čovjek vrlo često dovodi do niza ekoloških (lančanih) reakcija. U stručnoj i naučnoj literaturi navode se dva indikativna primjera: unošenje kunića u Australiju i unošenje mungosa na jadranska ostrva i obalu. Kunići u novoj sredini nisu imali prirodnog neprijatelja pa su se vrlo brzo namnožili, ugrozivši pašnjake Australije, odnosno nanijeli su nesagledive štete razvoju ovčarstva, jednoj od važnijih privrednih grana ove države. Sličan primjer je sa unošenjem mungosa radi uništavanja zmija otrovnica. Mungosi su vrlo brzo „obavili“ zadatak, ali su zbog nedostatka prirodnog plijena počeli nanositi štetu ljudima. Istovremeno istrebljenjem zmija namnožili su se insekti, jer nije bilo njihovog prirodnog istrebljivača – zmija. Navedeni primjeri, ali i druga iskustva pokazuju da je većina intervencija čovjeka u prirodi donosila i velike probleme u odnose čovjeka i životne sredine. Neracionalni zahvati čovjeka mogu pokrenuti nezadržive destruktivne faktore životne sredine, koji kasnije „kao lavina nezadrživo vode reverzibilnim procesima i uništavanju čitavih ekosistema“.492 Poljoprivredna proizvodnja i životna sredina. Poljoprivreda ( agrarna privreda), kao segment biosfernog kompleksa, spada u najstarije grane privredne djelatnosti čovjeka. Obuhvata biljnu proizvodnju, stočarstvo i primarnu obradu poljoprivrdnih proizvoda. Poljoprivredom se bavi skoro polovina ekonomski aktivnog stanovništva svijeta. Stalni rast ljudske populacije, uz istovremeno smanjenje obradivih površina (urbanizacija, industrijalizacija i migracije selo – grad) determinišu novi pristup u poljoprivrednoj proizvodnji, odnosno transformaciju ekstenzivne poljoprivredne proizvodnje u intenzivnu proizvodnju. Taj postupak je poznat kao primjena agrotehničkih mjera (agrotehnika). Agrotehnika je, u suštini, kompleks mjera koje čovjek sprovodi da smanji rad, a uveća prinos po jedinici površine. Tu spadaju: mehanizacija – primjena traktora, kombajna, agregata za mužu i drugih poljoprivrednih mašina; hemizacija – korištenje mineralnih đubriva i preparata za zaštitu bilja; melioracija – navodnjavanje i odvodnjavanje putem gradnje kanala, prskalica, terasiranja i dr; odabiranje, ukrštanje i genetički inženjering – najkraće rečeno, popravljanje sorti i pasmina biljaka i životinja. Primjena agrotehnike zavisi dobrim dijelom od subjektivnih faktora , kao što su ambicije, predstave, znanje i iskustvo poljoprivrednika. Hemizacija. Dugotrajna i nekontrolisana upotreba hemijskih sredstava (pesticidi, mineralna đubriva, aditivi i dr.) doprinisi otpornosti štetočina na poljoprivrednim kulturama, a smanjuje plodnost zemljišta. Da bi se ostvarili povećani prinosi izlaz je tražen u pronalasku i korišćenju novih generacija hemijskih sredstava, efikasnijih u poljoprivredi u odnosu na svoje prethodnike, ali za ljudsko zdravlje sve opasnijih. Time se stvorio još jedan od environmentalnih paradoksa: čovjek ulaže sve značajnije umne i finansijske kapacitete u proizvodnju stimulativnih i zaštitnih hemijskih supstanci izlažući, istovremeno, sve većem riziku svoje zdravlje. Drugim riječima, povećavajući prosječne prinose biljnih kultura i prirast stoke, mjere, koje pritom čovjek koristi, ugrožavaju životnu sredinu.
491
Todorović M., Životinjski svijet prirodnih i drugih ekosistema, Naučni skup „Čovek i životna sredina u Srbiji“, SANU, Beograd, 1973. 492 M. Matović, cit. izd., str. 46.
Struktura ishrane svjetskog stanovništva stalno se mijenja, pri čemu industrijski prerađena i dorađena hrana već danas zauzima više od 40%, a u pojedinim državama ona prelazi i 80% svih namirnica. U većini slučajeva, tokom tehnološke prerade, skladištenja i prometa koriste se značajne količine brojnih hemijskih supstanci. Zbog povećanog obima industrijske proizvodnje u svijetu, sve više dolazi do emisije polutanata u atmosferski i hidrosferni kompleks, a to se posredno i neposredno odražava na poljoprivrednu proizvodnju, koja se, uglavnom, odvija na otvorenom prostoru. Ovu opasnost ne treba podcijenjivati jer transport polutanata („prekogranična emisija“) može biti sa prostora koji su desetine ili stotine kilometara od mjesta poljoprivredne proizvodnje. Konvencionalni način biljne proizvodnje do danas je u mnogo čemu ostao antiekološki sa brojnim negativnim posljedicama. Tehničko – tehnološke mjere i postupci, uz uvažavanje pozitivnih, izazivaju brojne negativne ekološke efekte. Zemljište je, kao nezamjenljiv resurs u biljnoj proizvodnji prvo na udaru, oštećuju ga biološki, hemijski i fizički faktori. Biološki faktori degradacije zemljišta mogu biti antiekološko gajenje biljaka, dugo zadržavanje monokultura (plantažni način proizvodnje), neadekvatno gajenje nekih usjeva u uslovima navodnjavanja i dr., što sve skupa može imati negativne posljedice po zemljište, biljnu proizvodnju i biosferni kompleks u cjelini. Hemijske faktore ugrožavanja agrobiotopa čine brojne hemijske supstance koje dospijevaju preko površinskih i podzemnih voda, atmosferskih taloga (kisele kiše) i na razne druge načine. Mehanička oštećenja zemljišta mogu da budu veoma raznovrsna po svojoj prirodi, a i po intenzitetu (radom mehanizacije, površinski kopovi, erozija i dr.).493 Možemo zaključiti da je poljoprivreda složen prirodno – ekonomski sistem koji se u razvijenim zemljama definiše kao agrobiznis. Pojam agrobiznisa podrazumijeva intenzivnu poljoprivrednu proizvodnju za tržište, a ona je moguća, dijelom, i zbog prekomjerne upotrebe mineralnih đubriva i hemijskih preparata za zaštitu bilja. Takva prekomjerna upotreba, genetski inženjering i uvođenje genetski izmijenjenih vrsta biljaka i životinja, primjena hormona koji podstiču rast stoke i druge mjere nepovoljno se odražavaju na zdravlje potrošača. Zbog toga je sve više na cijeni zdrava hrana, proizvedena na prirodni način – bez hemijskih preparata. Nadalje, u mnogim zemljama svijeta, prvenstveno razvijenim se realizuju projekti „održivog razvoja poljoprivrede“. Tu se pokušava uspostaviti ekološka ravnoteža u poljoprivredi, tako da se podržavaju samo njeni pozitivni uticaji, a neutrališu negativni uticaji na prirodnu sredinu.
493
Matović M., cit. izd., str. 85 – 86.
7.5. RADIOAKTIVNO ZAGAĐIVANJE ŽIVOTNE SREDINE Iako su radioaktivnost i jonizujuća zračenja otkriveni krajem XIX vijeka494, radioaktivno zračenje kao oblik kontaminacije geografskog omotača postaje predmet intezivnijeg istraživanja tek nakon Hirošime i Nagasakija, odnosno nakon kataklizme koju su ova dva grada pretrpjela od atomskih bombi.495 Međutim, na početku trećeg milenijuma, Hirošima i Nagasaki nisu jedini sinonimi za opasnost od radioaktivnog zagađivanja životne sredine. Korišćenje nuklearne energije u mirnodopske svrhe (nuklearni reaktori, nuklearne elektrane, radioaktivni izotopi496 i drugi izvori koji se koriste u medicini i industriji, RTG aparati, površinske, podzemne i podvodne nuklearne probe) dovelo je našu civilizaciju pred niz kompleksnih izazova: akcidenti (nesreće) u nuklearnim elektranama, nuklearni vojni arsenal, demontiranje nuklearki i deportovanje nuklearnog otpada. Černobilj (1986. godine) i štete koje su pretrpjeli stanovnici u širem perimetru geografskog prostora Evrope, stvorili su jedinstven front protivnika nuklearnim programima. Havarija reaktora u Černobilju (Ukrajina) je bio nedvosmislen signal da cjelokupna humana populacija živi u zajedničkom nuklearnom dvorištu. 7.5.1. Definicija radioaktivnosti i jonizujućeg zračenja U naučnoj, stručnoj i nastavnoj literaturi postoji niz definicija radioaktivnosti, radijacije (zračenja) i jonizujućeg zračenja. Za potrebe ovog izdanja izdvojili smo one koje su najčešće u upotrebi (i koje su najčešće citirane). Termin radioaktivan i radioaktivnost su složenice u kojima prvi dio naziva čini hemijski elemenat radijum.497 Radijum (radium) je neobično značajan element; njegovo otkriće je izazvalo ravoluciju u nauci. Radijum je u prirodi dosta rasprostranjen, ali u vrlo malim količinama. Najvažnija ruda, iz koje se izdvaja radijum, jeste pehblenda (uraninit) u kojoj se on nalazi ( na 700 kg rude nalazi se oko 1 gram radijuma). Marija Kiri - Sklodovska498 ispitujući uranova jedinjenja zapazila je da uranov mineral pehblenda nekoliko puta jače zrači od čistog urana. Ubrzo je sa svojim suprugom (Pjer Kiri) otkrila dva nova elementa: polonijum i radijum. Radijum zrači oko milion puta jače od urana, pa otuda i njegovo ime. Na prijedlog Marije Kiri (1903) pojava emitovanja nevidljivih zraka, koju pokazuje neki element, nazvana je radioaktivnost, a elementi sa tom osobinom nazvani su
494
Pojavu radioaktivnosti je otkrio A.H. Becquerel (Bekerel) 1896. godine; godine 1933. otkrili su I. Curie (Kiri) (kćerka Pjera i Marije Kiri) i E. Joliot (Žolio) pojavu vještačke radioaktivnosti koja nastaje kod izlaganja materije neutronima, protonima, deutronima i alfa-česticama. 495 Amerikanci su na Hirošimu bacili atomsku bombu 06. avgusta 1945. godine, a na Nagasaki 09. avgusta 1945. godine. Smrt oko 130.000 ljudi u Hirošimi i oko 70.000 u Nagasakiju, sa stotinama hiljada onih koji su nastavili da žive sa teškim posljedicama ozračivanja jeziva su opomena našoj civilizaciji. 496 Od polovine XX vijeka čovjek je nuklearnim fisijama (cijepanjem atomskih jezgara) proizveo nekoliko stotina vještačkih izotopa. 497 Od latinske riječi radius (zrak); opširnije vidjeti: Arsenijević R.S., Hemija – opšta i neorganska, cit. izd., str. 125 – 126, 614 – 615. 498 M. Curie – Sklodowska (1867 – 1934), rodom Poljakinja, prva žena koja je za svoje radove dobila dva puta Nobelovu nagradu. Umrla je u šezdesetsedmoj godini života od leukemije, bolesti izazvane prekomjernim ozračivanjem, koja je okončala živote mnogih pionira radioaktivnosti.
radioaktivni elementi (radioelementi).499 Danas je poznato 14 prirodnih radioaktivnih izotopa radijuma, a najviše se upotrebljavaju u medicini, kod liječenja malignih tumora. Prema opštoj definiciji, radioaktivnost predstavlja raspadanje (koje se vrši samo od sebe) atomskih jezgara nekih hemijskih elemenata, koje se događa izdvajanjem tri oblika zračenja (razlaganjem snopa zrka iz nekog radioaktivnog materijala): α – zraci, β – zraci i γ – zraci. I. Savić, Z. Terzija (2002) radioaktivnost definišu kao osobinu nekih hemijskih elemenata, odnosno materija, da emituju nevidljive čestice ili zrake velike energije. Zračenje ili radijacija podrazumijeva emisiju zračenja ili čestica iz nekog izvora. Zračenja vrlo visoke energije, koja su u stanju da direktno ili indirektno stvaraju jone, nazivaju se jonizujuća zračenja. Ljudska populacija, biljke i životinje konstantno su izloženi uticaju jonizujućih zračenja. Ova zračenja mogu biti emitovana iz prirodnih i vještačkih izvora. Prirodno jonizujuće zračenje potiče od tri osnovna izvora: vasione, prirodno radioaktivnih elemenata zemljišta, vode i vazduha i radioaktivnih elemenata koji se nalaze u ljudskom organizmu. Doze koje čovjek primi od prirodnih izvora su male i ne predstavljaju opasnost. Međutim, za ljude izuzetno veliku opasnost predstavljaju zračenja koja nastaju od vještačkih izvora. Jedan od značajnih kontaminanata životne sredine je i osiromašeni uranijum i to u vidu nove vrste municije, koju danas (ne)kontrolisano koriste SAD i NATO pakt. Da bi se poboljšale karakteristike projektila (udarne i balističke) neke zemlje koriste osiromašeni uranijum. Činjenica je da takvi projektili imaju veću probojnu moć, ali oni mogu i znatno da kontaminiraju životnu sredinu. G. Antonović (1995) radioaktivnost definiše kao svojstvo jezgra nekih elemenata da spontano emituju kompleksno zračenje, pri čemu jezgra koja zrače prelaze u druga, tako da na kraju nastaje stabilan elemenat.500 Radioaktivnost je nukleusna, a ne atomska pojava, jer se odvija u jezgru atoma. Do danas je poznato oko četrdeset prirodno radioaktivnih elemenata i svi oni se odlikuju velikom relativnom atomskom masom (atomski broj je veći od 84), a svrstani su u tri odvojena niza. U svakom od ovih nizova nalaze se elementi koji stoje jedan s drugim u vezi bez obzira što imaju različite relativne atomske mase i različite hemijske osobine, jer su postali jedan iz drugog postepenom dezintegracijom. Tri niza su: niz torijuma, niz urana i niz aktinijuma501, a u Tabeli 51 predstavljen je niz urana – 238. Prema G. Antonoviću (1995) postoje četiri glavna faktora radioaktivnosti: kosmičko zračenje (fotoni, protoni, elektroni, mezoni502), 499
Termin radioaktivnost javlja se prvi put u saopštenju Marije i Pjera Kirija, a na prijedlog Bekerela, 18. juna 1898. godine. 500 E. Raderford (E. Rutherford, 1871 – 1937) i F. Sodi (F. Soddy, 1877 – 1956)), su 1902. godine postavili teoriju atomskog raspadanja (dezintegracije), po kojoj su radioaktivne pojave uslovljene spontanim raspadanjem atoma radijuma i ostalih radioaktivnih elemenata, sa emitovanjem alfa i beta čestica, pri čemu se stvaraju atomi novog elementa. Novi element je lakši od elementa od kojeg je postao i od njega se potpuno razlikuje kako u fizičkim tako i u hemijskim osobinama. On se i dalje sam raspada sve dotle dok se na kraju ne dobije jedan neaktivan elemenat kao završni proizvod raspadanja. Taj stabilni elemenat je olovo. 501 Četvrti radioaktivni niz otkriven je za vrijeme Drugog svjetskog rata, a naziva se neptinijumov niz. Za razliku od prva tri prirodna radioaktivna niza, ovo je vještački radioaktivni niz. 502 Godine 1935. japanski fizičar Jukava (H. Yukawa, 1907 – 1980) pretpostavio je da u jezgru atoma postoji neka nova čestica, koja je od 1947. godine na Međunarodnom sastanku fizičara dobila ime mezon („teški elektron“). Između 1936. i 1938. godine fizičari Anderson i Nedermajer zapazili su, pri ispitivanju kosmičkih zraka pomoću Vilsonove komore, tragove mezona.
zagađenost u litosferi (prirodno radioaktivne stijene) i atmosferi, supstance sadržane u ljudskom tijelu (kalijum – 40, tragovi radijuma i njegovih produkata i ugljenik – 14), nuklearni otpaci (nastaju pri nuklearnim eksplozijama). Da bi se radioaktivnost potpunije shvatila navešćemo i tri zakona koji važe za radioaktivne pojave:503 I. Ljudska čula ne mogu da otkriju radioaktivnost. II. Biološka dejstva zračenja nisu trenutna. Održavaju se na organizmima i promjene se uočavaju na ozračenom pojedincu ili se to dejstvo primjećuje tek na potomstvu. Neki radioaktivni zraci imaju takvu prodornu moć da razbijaju atomska jezgra drugih elemenata, mijenjajući osobine tog „bombardovanog“ atoma. Tabela 51. Radioaktivna porodica (niz) urana – 238 (Izvor: S. Arsenijević, 1994) Red. broj 1. ↓ 2. ↓ 3. ↓ 4. ↓ 5. ↓ 6. ↓ 7. ↓ 8. ↓ 9. ↓ 10. ↓ 11. ↓ 12. ↓ 13. ↓ 14. ↓ 15.
Tip radijacije
Radioelemenat
Simbol
Uran I (uranijum – 238)
238
Uran H1 (torijum – 234)
234
24.1 dan
Uran H2 (Protaktinijum – 234)
234
1.17 minuta
Uran II (uranijum – 234)
234
2.47 · 105 god.
Jonijum (torijum – 230)
230
Radijum (radijum – 226)
U
Vrijeme poluraspada 4.5 · 109 god.
α Th
β Ra
β U
α Th
80000 godina
226
Ra
1594 godine
Radon (radon – 222)
222
3.823 dana
Radijum A (polonijum – 218)
218
3.05 minuta
Radijum V (olovo – 214)
214
26.8 minuta
Radijum S (bizmut – 214)
214
19.7 minuta
Radijum S´ (polonijum – 214)
214
0.000164 sek.
Radijum D (olovo – 210)
210
22.3 godine
Radijum E (bizmut – 210)
210
5.01 dana
Radijum F (polonijum – 210)
210
138.4 dana
Radijum G (olovo – 206)
206
stabilan
α α Rn
α Ro
α Pb
β Bi
β Ro
α Pb
β Bi
β Po
α Pb
Već smo istakli, da kada se jednom atomu promijeni osobina (struktura atoma) to više nije atom prvobitnog elementa, već atom nekog drugog elementa (v. Tabelu 51). 503
Prema: Ratajac et al., cit. izd., str. 178.
Ako se to dogodi u jednom atomu, u sklopu molekula određenog jedinjenja, mijenjaće se i osobine molekula. Ako se to dogodi, molekulu hromozoma (nosilac nasljednih osobina), u jedru ćelije, promijeniće se osobine te ćelije. Takva ćelija će početi nekontrolisano da se razmnožava stvarajući tkivo koje nema nikakve korisne funkcije za organizam, odnosno u normalnom organizmu javiće se neki drugi nastao iz ćelije čije je svojstvo promijenjeno „udarom“ radioaktivnog zraka. Takav bezoblični i „divlji“ organizam u normalnom organizmu naziva se tumor. Tumori mogu biti dobroćudni (benigni) i zloćudni (maligni). Poremećaji u hromozomu izazvani radioaktivnim zračenjem nekada se ne ispoljavaju u organizmu koji je ozračen. Događa se da bude oštećen genetski molekul, pa će se pojava tumora ili degeneracije organizma ispoljiti u narednoj ili nekoj kasnijoj generaciji. III. Radioaktivnost opada s vremenom. Vrijeme poluraspada (period T) nekog radioaktivnog elementa je vrijeme potrebno da bi se aktivnost smanjila na polovinu. Period T504 može biti od dijela sekunde do više milijardi godina. Svaki radioaktivni elemenat ima sopstveni karakteristični period T kojim se identifikuje. 7.5.2. Doze i jedinice mjerenja radioaktivnog zračenja 505 Do kraja osme decenije XX vijeka jedinica radioaktivnog raspada (teorija atomskog raspadanja – dezintegracije; spontano raspadanje atoma radijuma) je nosila ime kiri. Ova jedinica je obilježavana slovima Ci, „1 kiri“, a manje jedinice su milikiri (hiljaditi dio kirija; mCi = 10-3 Ci) i mikrokiri (µCi = 10-6 Ci). Od kraja 1980. godine uvedene su nove jedinice za radijaciju i radioaktivnost (Međunarodni sistem mjera; SI – jedinice). SI – jedinica za radioaktivnost (aktivnost radioaktivnog izvora) je bekerel – Bq (1 raspad radioaktivnog jezgra u 1 sekundi – Bq = s-1). Tabela 52. Jedinice za radijaciju i radioaktivnost Red. broj 1. 2. 3. 4.
Naziv Apsorbovana doza Ekvivalentna doza Aktivnost Ekspoziciona doza (doza izlaganja)
Nova jedinica grej
Oznaka
Dimenzije 1 Joul/1 kg
Stara jedinica rad
Konverzioni faktor 1 Gy =100 rad
Gy
sivert
Sv
1 Joul/1 kg
rem
1 Sv = 100 rem
bekerel
Bq
kiri
1 Bq = 2.7 · 10-11 Ci 1 Ci = 3.7 · 1010 Bq
kulon
C
sekunda -1 (s-1) C/kg (C · kg-1)
rentgen (R)
(Izvor: I.Draganić, 1996)
Ekspoziciona doza – izlaganje, koje se obilježava sa latiničnim („iks“ zraci), je veličina koja opisuje sposobnost (iks) ili γ (gama) zračenja da vrši jonizaciju vazduha. Jedinica za dozu izlaganja je Kulon (ranije R - rentgen506). 504
505
Raderford je 1904. godine uveo konstantu kao karakteristiku radioaktivnog raspada koja nosi naziv vrijeme poluraspada, a označava se slovom t1/2. Opširnije vidjeti: Komunalna higijena, cit.izd., str. 220 – 223; I. Draganić, cit. izd., str30; Hemija – opšta i neorganska, cit. izd., str. 616 – 617.
Apsorbovana doza, D, se odnosi na energiju koju zračenje, mehanizmom jonizacije i eksitacije (poticaja) prenosi u materijalnu sredinu. Apsorbovanu dozu možemo definisati i kao dozu zračenja, koja se mjeri količinom energije apsorbovane u tkivima izloženim zračenju. Jedinica za apsorbovanu dozu je grej. Jedan grej predstavlja količinu energije unesene putem jonizujućeg zračenja u jedinicu mase neke materije. Velike doze koje organizmi prime u kratkim vremenskim intervalima (minuti ili sati) nazivaju se akutne (nagle) doze. Nasuprot njima hroničnim (dugotrajnim) dozama radijacije ispod smrtonosne doze (subletalna radijacija) nazivaju se one doze koje se mogu primati stalno, tokom cijelog života. Ekvivalentna doza. Uticaj radioaktivnog zračenja na organizam ne zavisi samo od količine apsorbovane energije, nego i od prirode zračenja koje nosi tu energiju (iskazuje se u vidu faktora). Procjena biološke efikasnosti vrši se preko jedne relativne mjere, nazvane relativna biološka efikasnost (RBE). Ona je za , γ i β (iks, gama i beta) zračenje – 1, a za termalni neutron – 5. Množenjem Gy (greja) sa RBE (relativnom biološkom efikasnošću) dobija se ekvivalentna doza (ranije „REM doza“). Predložena SI jedinica za ekvivalentnu dozu je sivert (sivert – Sv). Da bi se shvatio rang veličine rema, odnosno siverta, navešćemo primjer Černobilja (Ukrajina). Prilikom havarije četvrtog bloka nuklearne elektrane, u neposrednoj blizini je ozračen izvjestan broj radnika, primanjem oko 400 rema (4 siverta). Četiri mjeseca kasnije trideset i jedan radnik je umro. Jedna od najznačajnijih osobina radioaktivnog zračenja jeste njihova sposobnost da stvaraju jone od supstanci sa kojima dođu u dodir. Na toj njihovoj osobini stvorena je mogućnost ne samo za njihovo otkrivanje, već i za mjerenje njihovog intenziteta (Vilsonova komora, Gajger – Milerov brojač, spintariskop (spintaris – iskra) i dr.). 7.5.3. Prirodni izvori zračenja Živi svijet na našoj planeti izložen je stalnom prirodnom radioaktivnom zračenju. Prirodni izvori zračenja na našoj planeti su vasionsko zračenje i radioaktivna zračenja iz unutrašnjosti naše planete. S obzirom na evoluciju živog svijeta na Zemlji možemo reći da ove radijacije (spoljna i unutrašnja) postoje od samog formiranja Sunčevog sistema, a živi svijet ih podnosi bez vidljivih posljedica. No, ne treba se previše zavaravati. Na našoj planeti postoje topografske lokacije i geografski prostori gdje su pojačane doze radioaktivnog zračenja: zone aktivnih vulkana i neki termalni i mineralni izvori. U nekim slučajevima (atomska banja u Trepči, Banja Kulaši507) prirodno uvećane doze zračenja mogu da djeluju čak blagotvorno i terapeutski. Kosmičko zračenje. Mogućnost instrumentalnog registrovanja prirodnih izvora zračenja na našoj planeti dovela je do saznanja da gornje slojeve vazdušnog omotača (troposferu i stratosferu) bombarduju čestice veoma visoke energije. Detaljnom analizom utvrđeno je da se ovo zračenje najvećim dijelom sastoji od protona (91.5%), alfa čestica (7.8%), koji razaraju jezgra atoma. Razaranjem jezgara atoma u slojevima atmosfere obrazuju se sekundarne zrake (elektroni, 506
507
Rentgen je aparat kojeg je konstruisao njemački fizičar Wilhelm Konrad Röntgen (1845 – 1923). Aparat proizvodi rentgenske zrake (x – zrake) – nevidljive zrake koje nastaju pri udarcu vrlo brzih elektrona o površinu nekog tijela (npr. metala). Imaju veliku sposobnost da prodiru kroz tijelo zbog čega se primijenjuju u medicini i tehnici. Niskomineralizovana voda Banje Kulaši, natrijumsko – kalcijsko – metansko – ugljendioksidnog tipa, ima radioaktivnost 6,7 pCi/l.
pozitroni i fotoni). „Prostirući se, oni usput izazivaju jaku jonizaciju materije (tj. raspadanje molekula na radioaktivne jone), pri čemu brzo gube energiju. Kroz živu materiju prodiru najviše do 0.1 mm. Pošto su pravci prispevanja ovih emisija u osnovi izotropni (što će reći, oni se slivaju iz svih pravaca), naučnici su izveli zaključak da zraci o kojima je reč ne mogu da vode poreklo iz našeg Sunčevog sistema; oni su stoga nazvani kosmički zraci“.508 Emanacija iz unutrašnjosti Zemlje. Veoma značajan izvor prirodne radioaktivnosti je emanacija (zračenje) iz unutrašnjosti naše planete. Osnovni izvor emanacije su radioaktivni elementi (radijum, uranijum – 238, torijum – 232 i kalijum – 40), a radioaktivnost se sastoji iz α, β i γ čestica i rentgenskih zračenja iz neutrona i odbijenih kosmičkih zraka. Kada je u pitanju geografski razmještaj ležišta radioaktivnih elemenata treba istaći da uran, jedan od najzastupljenijih elemenata kore naše planete, ipak nije ravnomjerno raspoređen, osim na malom broju lokacija. Sadašnja procjena cjelokupne količine dostupnog urana i torijuma iznosi oko 1700 Q energije.509 Oko 70% svih poznatih ležišta urana se nalazi u Sjevernoj Americi i Africi. Južnoafrička Republika, Demokratska Republika Kongo i SAD glavni su proizvođači rude urana. Rudnik Šinkoloube, blizu Lubumbašija (DR Kongo), najveći je proizvođač rude urana u svijetu. Indija (država Tamil Nadu) i Brazil (Espirito Santo) vodeći su proizvođači torijuma. Treba naglasiti da ova, svjetski značajna, ležišta, bez obzira na radioaktivne elemente, su veoma gusto naseljena. 7.5.4. Električna i magnetna polja u životnoj sredini Električna energija danas predstavlja novi environmentalni faktor. Prema D. Backoviću510 prisustvo različitih izvora elektromagnetnih polja visoke frekvencije (telekomunikacije, radio i TV difuzija, mobilna telefonija i pejdžing), uz polja električnih vodova mrežne frekvencije (50 – 60 Hz) čine „elektromagnetni smog“ u urbanom prostoru. Prirodno električno polje je stalno prisutno u atmosferi, a magnetno polje se formira uvijek na mjestima gdje se nalazi kretanje naelektrisanih čestica. Nije potrebno posebno naglašavati o izloženosti, posebno humane populacije promjenljivim električnim (E) i magnetnim (M) poljima, koja potiču od proizvodnje, prenosa i korišćenja električne energije. Poznato je da električna i magnetna polja u stambenim prostorijama nastaju od električne mreže, kućnih električnih aparata i zalutalih struja u vodovodnoj instalaciji. Dosadašnje, verifikovane studije, potvrđuju da se povećana izloženost EM poljima511 može očekivati u blizini dalekovoda, trafostanica i podstanica, kao i u toku prevoza elektrifikovanim transportom. Sa stanovišta ljudskog zdravlja najinteresantnija je moguća veza izloženosti električnih i magnetnih polja i nekih vrsta malignih (zloćudnih) oboljenja (na primjer leukemija i tumor mozga). U strogo profesionalnim ekspertskim krugovima prisutna je nedoumica o kauzalitetu izloženosti električnim i magnetnim poljima (EM polja) i malignim oboljenjima. Većina 508
M.Matović, cit. izd., str. 71. Jedan Q jednak je 1015 BTU (BTU – britanska jedinica za toplotu koja iznosi 0.252 kalorije). To znači da nuklearna energija može da pruži više energije od one koja se dobija od uglja, nafte, prirodnog gasa i nafte koja se dobija iz škriljaca zajedno. 510 Dr Dušan Backović, Institut za higijenu i medicinsku ekologiju, Medicinski fakultet, Univerzitet u Beogradu. 511 Dopušten intenzitet magnetnog polja za ljudsku populaciju je 100 mT (militesla), a za električno polje 5 kV/m (5000 V/m). 509
stručnjaka koji se bave ovim problemom, saglasna je u stavu da se ne može objasniti dejstvo EM polja na žive organizme. Prema D. Backoviću (1998) mogućnost smanjenja negativnih uticaja elektromagnetnih polja u komunalnoj sredini su: maksimalno korišćenje postojećih kapaciteta bez građenja i upotrebe novih, smanjenje napona u dalekovodima na najmanji mogući nivo, primjena podzemnih vodova gdje god je to tehnički i finansijski moguće, planiranje adekvatne visine stubova (da bi jačina polja ispod bila što manja), urbanističko planiranje koje uzima u obzir strategiju rasporeda prirodnih i industrijskih zona. 7.5.5. Vještačka radioaktivnost Polonijum i radijum, dva radioaktivna hemijska elementa za čije otkriće su zaslužni Marija i Pjer Kiri, bili su početak otkrivanja u prirodi radioaktivnih atoma hemijskih elemenata, radioizotopa. Termin radioizotop u literaturi se koristi da označi radioaktivnu atomsku jedinku.512 Otkriće vještačke radioaktivnosti je bilo rezultat straživanja Irene Kiri i njenog supruga Frederika Žolioa.513 Oni su zapazili da određeni stabilni hemijski elementi (aluminijum i bor) mogu da postanu radioaktivni. Aluminijum izložen zračenju polonijuma, prelazio je u jedan radioaktivni izotop fosfora. Naučni i praktični značaj ovog otkrića generisao je vještačko dobijanje oko 200 radionuklida, a danas ih je poznato više od hiljadu. Nuklearni reaktori predstavljaju glavni izvor radioizotopa. To i objašnjava masovno korišćenje radioizotopa polovinom XX vijeka, kada su nuklearni reaktori, kao snažni izvori neutrona, postali dostupni većem broju korisnika. Činjenica je da je jedna od prvih asocijacija za vještačku radioaktivnost nuklearni reaktor. Međutim, neki autori s pravom smatraju (M.Matović, 1994) da su život ljudi u posljednje 3 - 4 decenije daleko više izmijenili radioizotopi, nego nuklearni reaktori. Zahvaljujući svom zračenju, osjetljivosti i lakoći detekcije, izotopi su prodrli u hiljade laboratorija, bolnica, fabrika i sl., gdje se koriste bilo kao traseri, kao izvori zračenja ili kao energetski izvori. U osnovi upotrebe radioizotopa u korisne svrhe leži činjenica da je raspadanje radioaktivnih jezgara praćeno oslobađanjem zračenja velike energije – alfa, beta i gama zračenjem. Prema međunarodnim preporukama iz oblasti zaštite od jonizujućeg zračenja svaka količina jonizujućeg zračenja je štetna, a akademik SANU, dr Dušan Kanazir, upozorava da među fizičarima, inžinjerima i ljekarima postoji mišljenje da male doze zračenja i hemijskih mutagena514 nisu štetne, odnosno da se čovjek može tome prilagoditi. Međutim prema najnovijim saznanjima, sa genetskog aspekta, nema dopuštenih doza zračenja, niti dopuštenih koncentracija hemijskih mutagena. To znači da se posljedice zračenja mogu ispoljiti u drugoj, ili čak i poslije tridesete generacije, i to sa vrlo opasnim i nesagledivim posljedicama. Radioaktivne materije u organizme živih bića dospijevaju sa kontaminiranim vazduhom, vodom i hranom.
512
U upotrebi je i termin radionuklid (radioaktivna materija). Za otkriće vještačke radioaktivnosti supružnici Žolio – Kiri su dobili Nobelovu nagradu 1935. god. 514 lat. mutare – mijenjati; mutacija – biol. nasljedno prenošenje promjena u organizmu; geni (grč.genos – rod) čestice nosioci nasljednih karakteristika. 513
Poznato je da radionuklidi u atmosferski kompleks dospijevaju prirodnim putem iz vulkanskog pepela (u količinama koje vrlo rijetko mogu izazvati teže posljedice po žive organizme) i vještački: testiranjem nuklearnih eksplozivnih sredstava, havarije na nuklearnim postrojenjima (nuklearni reaktori), sagorjevanje radioaktivnih materijala (topljenje ruda ili sagorijevanje uglja u termoelektranama). Radioaktivni materijali u vodu dospijevaju taloženjem iz vazduha, spiranjem zagađenog zemljišta i ispuštanjem takvog materijala u vodotoke, hlađenjem nuklearnih reaktora riječnom vodom, slučajnim ispuštanjem, nemarnošću i dr.515 Zemljište se radioaktivnim česticama zagađuje iz vazduha taloženjem, plavljenjem zagađenom vodom, potapanjem radioaktivnog pepela, „divljim deponijama“ radioaktivnog otpada, kao i nekim vještačkim đubrivima, na primjer: kalijum-hlorid (KCl). Kalijum – hlorid spada u najvažnije kalijumove soli; slanog je ukusa, a u neprečišćenom stanju se upotrebljava kao vještačko đubrivo. Za razliku od NaCl, kalijum – hlorid, kao i ostale K – soli, otrovno dejstvuje na životinje koje se hrane biljnom hranom, a na čovjeka djeluje samo neznatno. Radioaktivne materije mogu dospjeti i u hranu. Postoji nekoliko načina: taloženjem iz vazduha, pranje namirnica kontaminiranom vodom ili korišćenjem već zagađenih sastojaka za pripremanje hrane. Poznato je takođe da kontaminirane biljke i životinje koje služe u ljudskoj ishrani mogu ugroziti ljudsko zdravlje. 7.5.6. Nuklearni otpad i problem bezbjednog deponovanja Činjenica je da se naša civilizacija nalazi pred vrlo ozbiljnim izazovom: kako uspostaviti balans imeđu sve većih potreba za električnom energijom a pri tome očuvati standard kvaliteta životne sredine. Ujezeravanje rijeka eliminiše čitav niz njenih drugih atributa valorizacije; izgradnja termoelektrana je već odavno sinonim za ozbiljno narušavanje boniteta geografskog omotača (životne sredine), a savremeni (alternativni) izvori energije imaju limitirajući geografski prostor. Mnoge države, suočene sa nedostatkom klasičnih izvora energije, moraju da razmišljaju o izgradnji nuklearnih elektrana. Tu se javljaju dva osnovna problema: finansiranje izgradnje nuklearnih elektrana i činjenica da priprema i gradnja nuklearnih elektrana, uz obezbjeđenje svih prethodnih uslova, traje 12 do 15 godina. Analiza Instituta za nuklearne nauke „Vinča“ (2004) kaže da je jedna nuklearna elektrana snage 1000 MW u toku godine potroši oko 50 tona goriva i proizvede približno 500 m3 nisko i srednje aktivnog otpadnog materijala. Jedna termoelektrana iste snage (1000 MW) za godinu dana potroši oko 2.5 miliona tona uglja i proizvede pola miliona tona letećeg pepela, osam miliona tona ugljen – dioksida i dr. Geografski raspored nuklearnih elektrana u svijetu. O nuklearnim elektranama, od Kjoto protokola (1997. god.) postoji dilema: graditi nuklearke ili ne? U Parizu516 je Međunarodna organizacija za atomsku energiju (IAEA) sa savjetovanja eksperata, ministara i zvaničnika iz 74 zemlje svijeta poslala jasnu poruku: nuklearna energija vraća ugled kao ozbiljan izbor, htio to neko priznati ili ne; čovječanstvo se našlo pred jednom od najvećih dilema budućeg razvoja: „ da li da se prepusti iskonskom strahu od smrtonosnih atoma (ubedljivo osvedočenom u dva atomska pomora u Japanu na
515 516
M. Pantelić et al., cit. izd., str. 83 – 84. Pariz, 21. i 22. mart 2005. godine.
samom kraju Drugog svetskog rata – Hirošima i Nagasaki) ili da manjom zebnjom potisne veću – uništenje biblijskih razmera koje bi zauvek izmenilo lik plavo – zelene planete“.517 Poboljšane i pooštrene mjere zaštite u nuklearnim postrojenjima nakon nekoliko „nezgoda“ odredile su izbor nuklearnih elektrana, kao jedine nade za smanjenje emisije gasova „staklene bašte“. Prema tvrdnjama eksperata reaktore, koji će se podizati u narednom periodu, (od 2005. godine), samo jednom u deset miliona godina može zadesiti veliko oštećenje jezgra, kakvo se dogodilo u Černobilju. Sadašnje stanje geografskog razmještaja (oktobar 2004. godine) nuklearnih elektrana u svijetu je slijedeće518: u pogonu je 441 reaktor u 30 zemalja svijeta, sa instalisanom snagom od 367 gigavata. Najviše ih je u SAD (104 nuklearne elektrane), a najzavisnija od ovog izvora energije je Litvanija (80%), za njom slijedi Francuska (78%), Belgija (55%), Njemačka (28%), Japan (25%), Rusija (17%) i dr. Kina, Indija i Brazil, najmnogoljudnije zemlje naše planete (40% svjetske populacije519) nuklearnom energijom podmiruju 9.2% svojih potreba za energijom (Brazil – 3.7%, Indija – 3.3% i Kina – 2.2%). Izuzetno visok privredni rast koji bilježe azijske države, uz Kinu i Indiju, rezultirao je činjenicom da se od 27 nuklearnih elektrana, koliko se u 2004. godini gradilo u svijetu, 18 je smješteno u Aziji, a osam u Istočnoj Evropi. Od ukupnog broja svih nuklearnih elektrana, 39 njih je u zemljama u razvoju i čine samo 5.6% svjetskih kapaciteta nuklearki. Dvije brzorazvijajuće zemlje, Kina i Indija, ipak su par koraka ispred ostalih: Kina će ušestorostručiti, a Indija udesetorostručiti (do 2050. godine ustostručiti) nuklearna postrojenja. Nuklearna energija, ističu pobornici gradnje nuklearnih elektrana, maltene ne izbacuje nijedan gas „staklene bašte“, zbog čega je svrstavaju uz bezopasne Sunčevu energiju i energiju vjetra. Naučnici sa Univerziteta Čikago su, u međuvremenu, osmislili i izradili novu vrstu reaktora visokog učinka. Od rudnika uranijuma, preko nuklearne elektrane do odlagališta (deponije) atomskog otpada, ispusti se dva do šest grama ugljenika po kilovat – satu. Problem nuklearnog otpada. Nije potrebno posebno naglašavati da (do)sadašnji način zbrinjavanja (deponovanja) nuklearnog otpada je visoko rizičan po životnu sredinu. Deponovanje ovog otpada nije više problem uskih interesnih grupa ili pojedinih država. To je postao globalni problem. Svijest o opasnostima od radioaktivnosti animirao je sveukupnu ljudsku populaciju, koja je do osamdesetih godina XX vijeka bila nijemi i inertni posmatrač korištenja nuklearnih potencijala i njihovog „zbrinjavanja“. Ne možemo prenebregnuti činjenicu da postoji međunarodna pravna regulativa koja definiše bezbjednost u ovoj oblasti, ali ne smijemo ni zaboraviti da, i dalje, ima kod nekih subjekata neodgovornog ponašanja. Prema V. Petersonu (1994) neke zemlje nuklearni otpad odvoze krišom na pučinu okeana gdje ga, opet, krišom izbacuju, što je dokazano mjerenjima u Atlantiku. Predlaže se, takođe, da se nuklearni otpad odlaže u napuštena rudarska okna520, u pećine521, u posebno rađene rezervate ili da se olovna burad sa otpadom zakopavaju (krišom) u litosferu.
517
Stojiljković S., „Politika“, 23. mart 2005. godine, str. 5. „NIN“, 7/10/04, Beograd, str. 31. 519 D. Ostojić (2003): Države sveta 2003, No Limit Books, Beograd. 520 U časopisu „Ecologica“ 1994. godine, objavljen je rad „Uranska mineralizacija Stare planine“ (A. Gržetić i R. Jelenković) gdje autori predlažu mogućnost odlaganja radioaktivnog otpada (uz njegovu adekvatnu preradu) u postojećim podzemnim hodnicima Stare planine u Srbiji (Kalna, rudnik uranijuma iz 1963. godine). 518
Bez obzira na optimističke poruke Međunarodne agencije za atomsku energiju, i bez obzira na novu vrstu reaktora visokog učinka, problem nuklearnog otpada je veliko opterećenje naše civilizacije i limitirajući faktor budućeg razvoja nuklearne tehnologije. Koliko god su osavremenjeni (unapređeni) postupci prerade rude urana uz utrošak velikih finansijskih sredstava i primjenu znanja velikog broja eksperata, u svakoj fazi nuklearne tehnologije stvaraju se gasoviti, tečni i čvrsti polutanti. Istina je da se neki nuklearni otpaci raspadaju često veoma sporo522, pa ih je zbog očuvanja životne sredine potrebno deponovati na bezbjedan način. To u prevodu znači da taj nuklearni otpad je i poslije više hiljada godina bezopasan po čovjeka i živi svijet, odnosno bezopasan za geografski omotač. O kojim količinama ovog otpada se danas radi u svijetu „može da pokaže činjenica da je za jednogodišnji rad jednog reaktora snage 1000 MW iz količine rude sa 0.16% urana, koji treba preraditi se proizvodi 300000 m3 tečnih otpadaka i oko 150000 tona čvrstih otpadaka“.523 U procesu fisije urana nastaje najveći dio nuklearnih otpadaka, ali se ne smije zaboraviti korištenje nuklearne energije u naučnim institutima i njihovim laboratorijama, zatim u bolnicama, poljoprivredi, industriji i nizu drugih djelatnosti. Prema M. Matoviću (1994), od svih radioaktivnih otpadaka, najveći problem predstavljaju fisioni produkti i transurani.524 Ako se ne ide na preradu ozračenog urana, ti produkti, najvećim dijelom, ostaju u gorivim elementima gdje se i stvaraju. Gorivi elementi se poslije izvlačenja iz reduktora privremeno odlažu u duboke bazene s vodom gdje se hlade i postepeno dezaktiviraju – u traženju rješenja da se njihovo skladištenje definitivno riješi. Takvo odlaganje, teoretski, može biti beskonačno. Normativi i standardi u lancu proizvodnje nuklearne energije pokazuju da iz svakog PWR reaktora525 snage 1000 MW godišnje izlazi 33 tone iskorišćenih gorivih elemenata. Preradom ozračenih gorivih elemenata dobijaju se ne samo plutonijum i neutrošeni uran, već se i količina aktivnog materijala znatno smanjuje: od 33 tone ozračenih dobije se 900 kg fisionih produkata. Uklanjanje nuklearnih otpadaka, nastalih prilikom korišćenja nuklearne energije je još uvijek nerješiv environmentalni, tehnološki i zdravstveni problem, mada se može govoriti i o ekonomskom, pravnom i političkom aspektu nuklearnog otpada. Još uvijek smo daleko od takvog zbrinjavanja, odnosno takvih deponija u kojima će nuklearni otpad bezbjedno i praktički zauvijek biti onemogućen da ugrožava životnu sredinu. Činjenica je da najveća količina nuklearnog otpada nastaje radom nuklearnih reaktora, ali otpada ima i iz raznih drugih izvora. Danas se, uglavnom, radioaktivni otpad, klasifikuje u tri osnovne grupe:
521
Američki Senat je 1987. godine usvojio zakon kojim se područje planinskog masiva Juka – pustinja, država Nevada, pretvara u stalno skladište nuklearnog otpada iz nuklearnih reaktora koji se nalaze u četrdeset američkih država. Na deponijama SAD se nalazi oko pola miliona tona osiromašenog uranijuma. 522 Jod – 131 ima kratko vrijeme poluraspada, i za pet mjeseci on bi praktično „odumro“. Međutim, jodu – 129 bilo bi, za to, potrebno 340 miliona godina. 523 Matović M., cit. izd., str. 71. 524 Hemijski radioaktivni elementi (neptunijum, plutonijum i dr.) koji dolaze iza urana, posljednjeg hemijskog elementa na Mendeljevoj tablici; transurani su dobijeni vještački kao rezultat reakcije atomskih jezgara. 525 Jedan PWR reaktor snage 1000 MW izbacuje godišnje u atmosferu oko 20000 Ci ksenona, 135.5 do 2000 Ci kriptona – 85 i 100 – 150 Ci tritijuma (tricijuma). Uz to, svakog sata proizvodi se oko 4 m3 tečnih otpadaka, razblaženih sa 80000 m3 vode. Ovaj reaktor daje i 100 - 300 m3 godišnje srednje aktivnih čvrstih otpadaka ukupne aktivnosti 10000 kirija.
visokoaktivni otpadi u tečnom ili čvrstom stanju, veoma opasni po žive organizme i životnu sredinu zbog ogromne energije koju oslobađaju ( npr.iskorišteno nuklearno gorivo iz reaktora); otpaci srednje aktivnosti, koji mogu da izazovu lokalna oštećenja, ali čije je izdvajanje i korištenje radioaktivnih sastojaka neisplativo (iskorišćeni izvori jonizujućeg zračenja – radioaktivni gromobrani, medicinski i industrijski izvori zračenja); niskoaktivni otpaci velike zapremine u tečnom, čvrstom ili gasovitom stanju, što otežava njihov smještaj, te se obično ispuštaju u okolnu sredinu (talozi, filteri, kontaminirana odjeća i obuća i sl.).526 Problem kod nuklearnog otpada je njegova neiskorišćenost i neuništivost. Količine mu se stalno uvećavaju, a njegovo trajno, i bezbjedno, deponovanje je krajnje neizvjesno. Z. Dizdar 527 ukazuje na nekoliko mogućnosti za definitivno zbrinjavanje nuklearnog otpada: Lansiranje otpadaka u kosmos. Ovaj postupak ima izuzetnu prednost u odnosu na sve ostale opcije – oslobodio bi nas trajno najopasnijih otpadaka. No brojne su prepreke za realizaciju ove mogućnosti: bezbjedno lansiranje vasionskih brodova sa nuklearnim tovarom, enormna cijena takvog načina transporta, ograničen broj zemalja sa potrebnom tehnologijom i tehnikom da ralizuju ovakve projekte; Skladištenje otpadaka u ledu. Ovaj postupak bi se zasnivao na odlaganju posebnih sudova sa nuklearnim otpadom u stalnom ledu Antarktika. Posude sa nuklearnim otpadom bi usljed toplote koja se u njima razvija postepeno tonuli u led koji bi se nad njima zatvarao, izolujući ih definitivno od okoline. S obzirom da kontinentalni tip lednika (inlandajs) odlikuje horizontalno kretanje o čijoj se brzini i pravcima u dužem vremenskom periodu može samo naslućivati, teško je zaključiti kakve bi sve posljedice izazvao ovakav način skladištenja nuklearnog otpada. Treba se takođe podsjetiti da bi se otapanjem leda, prilikom tonjenja posuda sa otpadom, oslobađala značajna količina CO2 zarobljenog u ledničkom kompleksu Antarktika, a to bi pospješilo negativan efekat „staklene bašte“ (op.a.). Skladištenje na dnu mora. Otpad bi se smještao u pogodne duboke geološke formacije morskog dna. Dobre strane su udaljenost od zona naseljenosti i razblaživanje radioaktivnog materijala u slučaju havarije, ali ni ovaj postupak ne pruža apsolutnu sigurnost. Ne zna se kako bi se abisalna oblast ponašala uz enormne količine toplote koju bi proizvodio nuklearni otpad; u slučaju havarije uticaj na marinski akvatični svijet bio bi poguban. Jedna od nedoumica je i pitanje izdržljivosti materijala u kojem bi bio deponovan nuklearni otpad na morsku vodu, potrese, vulkanske erupcije, sisteme podvodnih morskih struja, hidrostatički pritisak. Zbog niza kontraverznih odgovora Londonska konvencije (1976 god.) je zabranila bilo kakvo odlaganje nuklearnog otpada u basene Svjetskog mora. Pitanje je koliko se ova zabrana danas poštuje, odnosno koliko su efikasni metodi kontrole od strane međunarodne zajednice. Skladištenje pod zemljom. Za sada se smatra za najrealniju mogućnost za čuvanje nuklearnog otpada, ali istovremeno izaziva najžešće reakcije lokalnog stanovništva na lokacijama gdje su predviđene eventualne deponije. Eksperti smatraju da je ovaj postupak pouzdan, jer omogućava skladištenje u suvim stabilnim kopnenim geološkim formacijama (ležišta soli, slojevi gline, granit i sl.). S obzirom da znamo da litosferu odlikuje pokretljivost njenih dijelova pitanje je 526 527
I. Savić, V. Terzija, cit. izd., str. 112. Dizdar Z.(1978): Nuklearni kamen spoticanja, „Galaksija“ br. 5., Beograd.
koliko je to trajna i apsolutna zaštita. Kod mogućih kataklizmi prilikom tektonske aktivnosti, moguća su mehanička oštećenja posuda; moguć je prodor vode koja bi vremenom, nakon uništenja posuda, transportovala nuklearni otpad prema topografskoj površini. Na bazi brojnih iskustava u svijetu, iznalaženja i testiranja razičitih postupaka za skladištenje nuklearnog otpada, selektivnog pristupa kod definisanja pogodnih geografskih prostora, opštih i parcijalnih interesa različitih država i multinacionalnih kompanija širom naše planete, može se zaključiti da pitanje bezbjednog deponovanja nuklearnog otpada nije nerješivo, ali, kako mnogi eksperti kažu, nema još rješenja, niti će ga brzo biti. 7.5.7. Radioaktivna zagađivanja naše planete U toku razvoja i primjene nuklearne tehnologije desio se niz akcidenata. Veliki broj njih pokazuje sve slabosti skladištenja nuklearnog otpada528 : u američkom atomskom spremištu u Ričlendu (država Vašington), preko 500000 galona (USA gallon – 3.785 l) radioaktivnog otpada u tečnom stanju iscurilo je iz tankova uskladištenih u spremištu; država Kentaki (SAD) zatvorila je 1978. godine spremište u Maksej Fletsu zbog ispuštanja radioaktivnih čestica; u meksičkoj pustinji na granici prema SAD zakopana su burad sa nuklearnim otpadom iz američkih laboratorija; u vodama Pacifika, na obalama Čilea, Perua i Ekvadora, početkom 1983. godine, utvrđen je zabrinjavajuće visok stepen radioaktivnog zračenja. Vjeruje se da do ovog dolazi iz dva razloga: zbog zračenja iz tajnih depozita otpada iz nuklearnih elektrana, bačenog u okean, ali i zbog periodičnih, submarinskih, proba nuklearnog oružja koje vrši Francuska na atolu Mururoa. Nevolje sa ozračivanjem i kontaminacijama u svakodnevnoj primjeni radioizotopa ispadaju krajnje bezazlene kada se uporede sa onim što se dešava u nuklearnim vojnim centrima za proizvodnju plutonijuma i nuklearnih bombi. Nažalost, istina o njima izbija na vidjelo tek nakon 40 – 50 godina. Najiindikativniji primjer su nuklearni reaktori, kao što su postrojenja nuklearnog rezervata Henforda (država Vašington, SAD), lokacija od primarnog značaja za nuklearnu industriju SAD.529 Po mišljenju američkih nuklearnih stručnjaka to je, na našoj planeti, najzagađenije mjesto sa radioaktivnošću. Na površini od oko 1500 km2 nalazi se 1377 lokacija sa nuklearnim otpadom. Vrste i količine otpada prevazilaze „ono što i najbujnija mašta može da zamisli“. Zakopano je oko 400000 tona radioaktivnog otpada, a u rezervoare je odloženo 770000 tona raznog tečnog otpada. Tokom 40 godina u raznim nezgodama je dolazilo do curenja toksičnih hemikalija i radioaktivnog otpada. Tako je došlo o zagađivanja zemljišta i podzemnih voda, čija se masa procjenjuje na oko milijardu tona. Vlada SAD želi da se Henford očisti do 2020. godine, a troškovi će biti oko 200 milijardi USA dolara. Nije sasvim jasno kako da se čišćenje obavi efikasno, a još manje je jasno da li je moguće tu ponovo nastaniti ljude. Ko će pristati tu da živi, da koristi vodu, uzgaja hranu i udiše vazduh na prostoru koji je bio kontaminiran? Cinici bi rekli: moguće je, samo je u pitanju cijena. Đukanović Mara (1991)„Ekološki izazov“, Elit, Beograd. Opširnije vidjeti: Draganić I.(1996): Kroz svet radijacije i radioaktivnosti, Zavod za udžbenike i nastavna sredstva, Beograd, str. 109 – 111.
528 529
Već smo naglasili da posebnu opasnost po životnu sredinu predstavljaju nuklearne nesreće (nuklearne havarije, nuklearni incidenti), koje nastaju uslijed iznenadnih kvarova ili havarijskih oštećenja u nuklearkama. U većini slučajeva nastaju pukotine na samom nuklearnom reaktoru, ali može doći i do pucanja rashladnih cijevi u parageneratoru ili do korozije cijevi za paru koje povezuju paragenerator i turbinu. U sva tri slučaja u okolni prostor dospijevaju radioaktivna para i voda.530 Jedna od prvih nuklearnih nesreća 531 velikih razmjera se desila u Pensilvaniji (SAD) 1979. godine u nuklearnoj elektrani nazvanoj „Ostrvo tri milje“. Akcident se dogodio nesrećnim sticajem više okolnosti. „Udes je bio finansijska katastrofa za vlasnike nuklearke. Čišćenje i uklanjanje radioaktivnosti nije završeno ni petnaest godina nakon akcidenta. Procjena troškova kazuje da su veći od vrijednosti uložene u gradnju centrale. I to sve za objekat koji nikada neće više raditi“.532 Černobiljska nuklearna katastrofa, do sada najveća svjetska nuklearna nesreća, svrstana u sedmu kategoriju međunarodne skale za klasifikaciju, dogodila se 1986. godine (26. april 1986. godine). Uzrok je bila nemarnost operatera u elektrani i dotrajalost uređaja. Došlo je do nedovoljno efikasnog odvođenja toplote iz jezgra reaktora. Otkazao je sistem za hlađenje pa je temperatura porasla na 3000oC i istopio se omotač od cirkonijuma533 koji se nalazio oko goriva. Pregrijana para je reagovala sa grafitom, uranijumom i cirkonijumom i stvorila se eksplozija. Eksplozija je odbacila ploču reaktora (reaktor broj četiri) tešku dvije hiljade tona, a 12 · 109 Bq 534 ispušteno je u atmosferu i kontaminiralo Bjelorusiju, sjever Ukrajine i dio Rusije. Oblak sa više od 50% oslobođene radioaktivnosti je stigao do Skandinavije, centralne Evrope i Balkanskog poluostrva, a 27. aprila je već stigao do Francuske. Zbog loše izolacije omotača kod neutralisanja požara pijeskom i zemljom sa olovom i borom na reaktoru bloka IV gdje se desila havarija, tone radioaktivnog materijala su danima emitovane u atmosferski kompleks. Na ovaj način je praktično cijela Evropa kontaminirana radionuklidima čije su količine prelazile dozvoljene doze za 100 do 10000 puta. Smatra se da će se posljedice osjećati slijedećih 50 godina, u kom periodu je moguće i do 50000 slučajeva oboljelih osoba od raka.535 Prvih mjeseci poslije akcidenta registrovana su 32 smrtna slučaja. Prave razmjere i posljedice počinju se nazirati krajem desete decenije minulog vijeka. Vlada mišljenje da su ranije prognoze bile blage u odnosu na ono što je nakon 10 – 15 godina postalo evidentno. Milioni ljudi su pogođeni nesrećom, stotine hiljada ljudi se nikada neće vratiti svojim kućama, a poljoprivredno zemljište u obimu od više stotina km2 je trajno uništeno. Blizu devet
530
I. Savić, V. Terzija, cit. izd., str. 111. Za klasifikaciju nuklearnih nesreća koristi se međunarodna skala od sedam stepeni: 1) nenormalnost, 2) incident, 3) težak incident, 4) nesreća, u glavnom postrojenju, 5) nesreća sa rizikom izvan reaktora, 6) teška nesreća, 7) velika nesreća. Nulti sistem označava normalan rad nuklearnog reaktora. 532 Draganić I., cit. izd., str. 112. 533 Cirkonijum (zirconium, persijski zarqum – zlatast, boje zlata) je sjajan, dosta mek metal; topi se na 1.852oS, ključa na 4375oC. Primijenjuje se pri izgradnji nuklearnih centrala, zatim aviona i podmornica na nuklearni pogon. Poznat je i kao „atomski metal“. Izuzetno je otporan prema koroziji u različitim sredinama. 534 Ekvivalentno snazi 500 bombi bačenih na Hirošimu, 06. avgusta 1945.godine. 535 Hawkes et al., 1986. 531
miliona ljudi u Bjelorusiji, Ukrajini i Rusiji je pogođeno nesrećom, a kontaminirana zona u ove tri države iznosi oko 160000 km2 . Glavne posljedice za ljudsko zdravlje su 536: rak tiroidne žlijezde – prognoze ljekara govore da će narednih 20 – 25 godina oboljeti oko 40% ozračene djece u Černobilju; od psihičkih bolesti i bolesti osjetljivih organa, prema prognozama UNESCO – a, oboljeće oko 43%, a organa za varenje oko 28% ozračenog stanovništva; oko 62% ozračenih muškaraca neće moći imati porod. Iako ne postoji apsolutno pouzdana evidencija nuklearnih akcidenata, u periodu od 1917. do 1985. godine (do havarije u Černobilju), u četrnaest zemalja je registrovan 151 akcident. Četiri od njih izdvajaju se zbog posljedica po širi geografski prostor (regionalni i kontinentalni obim radijacionog rizika po stanovništvo): Vindskejl – Engleska, 1957; Kinjišev – bivši SSSR, 1957; Ostrvo tri milje – SAD, 1979; Černobilj – Ukrajina, 1986. Problem osiromašenog uranijuma.537 Rasprava o efektima upotrebe municije sa osiromašenim uranijumom razbuktala se širom svijeta povodom medicinskih nalaza da bi njena radijacija mogla biti mnogo opasnija od informacije u memorandumu Svjetske zdravstvene organizacije (SZO).538 Poznato je da je osiromašeni uranijum NATO savez koristio u ratu protiv Iraka (1990 – 1991.), agresiji na SR Jugoslaviju (NATO bombardovanje 1999.godine) i na prostoru Bosne i Hercegovine (1995. godine). U zalivskom ratu kako je sinonim za rat protiv Iraka (1990 – 1991.), projektilima od osiromašenog uranijuma uništen je veliki broj iračkih tenkova. Osiromašeni uranijum ima veću gustinu od olova, pa je idealan za probijanje oklopa i drugih pregrada. Prilikom raketiranja i udarom u tvrdu prepreku projektil se zapali i oksidiše, prelazeći u uranove okside koji kontaminiraju životnu sredinu. Bez obzira na značenje prve riječi u sintagmi osiromašeni uranijum ova municija trajno kontaminira životnu sredinu i može imati nesagledive posljedice po stanovništvo. Činjenica je da osiromašeni uranijum emituje α – zračenje, koje je opasno isključivo u slučaju da u većoj količini dospije u organizam. No, mnogo veća opasnost je mogućnost, da radioaktivna prašina preko hidrosfernog kompleksa kontaminira susjedne geografske prostore. Svaki projektil sa osiromašenim uranijumom kada pogodi cilj pretvori se u radioaktivnu prašinu. Jedno zrno je teško oko 290 grama. Na mjestu udara dolazi do kontaminacije životne sredine i prijeti opasnost da ljudi prime određenu dozu zračenja. Ono što zabrinjava, kada je u pitanju Balkansko poluostrvo, odnosno područja koja su bila izložena bombardovanju, je podatak da nema sveobuhvatnog i kontinuiranog mjerenja posljedica NATO agresije.
Opširnije vidjeti: M. Đukanović, Životna sredina i održivi razvoj, cit. izd., str. 164. Poznato je da prirodni uranijum ima više izotopa. Kod obrade uranijuma i njegovog korišćenja nastaje velika količina nuklearnog otpada, što postaje sve ozbiljniji problem naše planete. Odeđene zemlje (u prvom redu SAD) izradom projektila na bazi osiromašenog uranijuma rješavaju problem nuklearnog otpada na svojoj teritoriji, ali upotreba te municije otvara nova žarišta zagađivanja životne sredine u svijetu. Osiromašeni uranijum je veoma toksičan, a količina 235U redukovana je sa 0.7% na 0.2%. 538 „Osiromašeni uranijum“, memorandum br. 257, 12. januar 2001. godine, Svjetska zdravstvena organizacija (SZO), Ženeva. 536 537
8. MONITORING (KONTROLNI) SISTEM – SISTEMI PRAĆENJA, NARUŠAVANJA I ZAGAĐIVANJA ŽIVOTNE SREDINE
Degradacija životne sredine rezultat je, prije svega, prirodnih procesa i pojava i aktivnosti humane populacije. To dovodi do značajnih poremećaja u okviru abiotičkih faktora (transformacija prirodne/fizičke sredine), ali i poremećaja biotičkih faktora. Prirodna/životna sredina se mijenja izuzetno brzo, a brzina promjena definisana je zabrinjavajućim obimom, pa je kompleksna analiza životne sredine i utvrđivanje (procjena) promjena koje se dešavaju postala važan aspekt njenog očuvanja. Jedan od načina globalnog proučavanja stanja i promjena geografskog prostora/životne sredine naše planete jeste monitoring sistem – sistem praćenja zagađivanja životne sredine. Organizovano praćenje, informisanje i kontrola stanja i promjena životne sredine postaju prioritet naše civilizacije, a cilj uspostavljanja sistema praćenja zagađivanja životne sredine je blagovremeno i efikasno spriječavanje odnosno eliminisanje neželjenih posljedica. 8.1. POJAM MONITORINGA Postoji, opravdano, više definicija monitoringa539 u naučnoj, stručnoj i nastavnoj literaturi. Opredijelili smo se za najkarakterističnije definicije, uz uvažavanje svih onih distinkcija koje definišu individualne (autorske) pristupe određenom terminološko – pojmovnom sistemu. Prema I. Saviću (2002), pod monitoringom stanja, odnosno monitoringom antropogenih promjena životne sredine, podrazumijeva se organizacija posebnog informacionog sistema za praćenje i analizu stanja životne sredine, prije svega u pogledu zagađivanja i efekata zagađivanja. M. Spahić (1999) pod monitoriongom životne sredine podrazumijeva sistem lokalnih stanica određenog geografskog prostora, na kojima se kontinuirano vrše osmatranja fizičkogeografskih komponenti, procesa i pojava u cilju upoznavanja i funkcionisanja prirodnih sistema (prirodni monitoring životne sredine). U slučajevima kada je praćenje pojava izazvano antropogenim uticajem na prirodnu sredinu, riječ je o antropogenom monitoringu. M. Matović (1994) ističe da je „monitoring“ sistem posebno organizovan nadzorni i alarmni sistem kojim se ( obično) prate priroda, izvori, kvantitet i disperzija raznih sumnjivih ili povremeno štetnih agenasa koji se ubacuju u životnu sredinu. Posebna uloga ovog sistema, kao jednog od osnovnih preduslova za uspješno upravljanje kvalitetom životne sredine, je da prati efekat polutanata i kontamintanata na živa bića. Praćenje može biti lokalnog, regionalnog i globalnog značaja. Možemo, dakle, prihvatiti konstataciju da je monitoring jedan od osnovnih elemenata za kvalitetno upravljanje životnom sredinom. Monitoring sistem, sa stručno selekcionisanim parametrima, omogućava identifikaciju aktivnosti koje negativno utiču na životnu sredinu, njihov uticaj, kao i identifikaciju kompleksa mjera kako bi se ublažili ili eliminisali efekti tih aktivnosti. Monitoring se zasniva na brojnim informacijama mjerljivih elemenata, pojava i procesa životne sredine. Da bi bili korisni, monitoring i podaci moraju biti s(a)kupljeni, ocijenjeni, procijenjeni i analizirani (katastar zagađujućih supstanci) kako bi omogućili da donosioci odluka za zaštitu životne sredine preduzmu odgovarajuće mjere na lokalnom, regionalnom ili nekom višem nivou. 539
lat. monitor – opominjač, savjetodavac, savjetnik.
Osim praćenja i kontrole, monitoring sistem predviđa i uzbunjivanje (alarm) radi sprječavanja zagađivanja. To se odnosi na sve vrste zagađivanja, ali se, ipak, najčešće obavlja u velikim urbanim centrima gdje je prisutno ispuštanje zagađujućih materija u količinama većim od MDK (intenzivan drumski saobraćaj, industrijska postrojenja, toplane, kotlovnice i kućna ložišta i sl.). Takve lokacije moraju imati automatsko mjerenje i automatsko vrednovanje podataka radi pravovremenih intervencija i zaštite stanovništva. Podaci prirodnog monitoringa (vrijednosti mjerenih parametara geokomponenti bez uticaja emisije polutanata) se upoređuju sa normativima i standardima MDK i DDD polutanata za odgovarajući nivo geografskog prostora.540 Mjerenja se mogu vršiti u različitim vremenskim intervalima, mada je najoptimalnije automatsko mjerenje, odnosno mjerenje emisionih veličina sa mjernim uređajima koji na osnovu neprekidnog uzorkovanja vrše mjerenje trenutnih vrijednosti u vremenskim intervalima, koji nisu duži od deset sekundi i pohranjuju se, ili se zapisuju rezultati mjerenja trenutnih vrijednosti. Monitoring sistemu pridaje se u savremenom svijetu sve veći značaj, što potvrđuje i sve veći broj međunarodnih konvencija i međudržavnih i međunarodnih ugovora u ovoj oblasti. Prekogranična emisija polutanata i kontaminanata, u sklopu savremene politike zaštite životne sredine, dovela je do integralnog pristupanja rješavanja problema životne sredine. Iz tih razloga monitoring sistem se definiše u sklopu bilateralne i multilateralne saradnje mnogih država. Samo još pojedine države nisu formalno i praktično probleme životne sredine institucionalno postavile na listu prioriteta i međunarodnih obaveza. Obzirom na zbivanja u posljednjoj deceniji XX vijeka na geografskom prostoru bivše SFRJ, pojedine, novonastale države tog prostora, u oblasti monitoringa životne sredine još uvijek trpe posljedice izolacije i siromaštva. 8.2. KLASIFIKACIJA SISTEMA MONITORINGA Postoji više nivoa istraživanja u organizaciji monitoringa, odnosno više različitih sistema (podsistema monitoringa). Sa teritorijalno – administrativne organizacije geografskog prostora monitoring može biti organizovan na različitim nivoima. U zavisnosti od načina uzorkovanja i detekcije, instrumentarij monitoring sistema može biti lociran u različitim fizičkim sredinama naše planete, ali i u vasioni (satelitska detekcija).541 Sistemi (podsistemi) monitoringa: A) sistem kontrole geosfera životne sredine (monitoring atmosfere, hidrosfere, pedosfere, biosfere); Monitoring (praćenje) kvaliteta vazduha je jedna od aktivnosti koja je neophodna kao osnova za prikupljanje informacija o stanju životne sredine. Monitoring na određenom geografskom prostoru ili na određenoj lokaciji se sprovodi u cilju dobijanja pouzdanih i validnih informacija o stanju kvaliteta vazduha i predstavlja osnovu za donošenje pravovremenih i adekvatnih odluka.
540
541
U skladu sa zaključcima treće radionice LIFE TCY ROSA , projekta održanog 2003. godine, lokalni eksperti radnih grupa su uspostavili listu BiH indikatora za pet sektora (vazduh, voda, zemljište, priroda, otpad). Predloženi indikatori BiH obuhvataju 24 indikatora (vazduh 10, voda 5, zemljište 2, priroda 4, otpad 3). Naknadno će biti razmotrena još 44 indikatora. Vidjeti opširnije: I.Savić, V.Terzija, cit. izd., str. 117-118; M.Matović (1994), cit. izd., str. 109-110; Ratajac et al., cit. izd., str. 262-268.
Kontrola kvaliteta ambijentalnog542 vazduha obuhvata sistematsko praćenje imisije (ispuštanja) osnovnih i po potrebi specifičnih zagađujućih materija u atmosferski kompleks. Mjerenja imisije vrše se u skladu sa odgovarajućim pravilnicima, a osnovne polutante (čije se vrijednosti mjere) čine gasovi (sumpor dioksid, azot dioksid i dr.), čađ i aerosedimenti. Monitoring akvatičnih ekosistema podrazumijeva praćenje fizičko-hemijskih (temperatura, izgled , miris, pH vrijednost, alkalitet, rastvoreni kiseonik i postotak zasićenja vode kiseonikom; ukupne čvrste materije i njihov žareni ostatak i gubitak žarenjem, suspendovane materije, ukupna tvrdoća, kalcijum, magnezijum, svi oblici azotnih materija, hemijska i biohemijska potrošnja kiseonika, gvožđe, cink, bakar, hrom, nikl i kadmijum), bioloških, mikrobioloških parametara kvaliteta voda ( ukupan broj aerobnih organotrofa u 1 mL na temperaturi od 22 – 26oC (ekspozicija 5-7 dana), ukupan broj aerobnih mezofila na 37oC (ekspozicija 48 sati), NBK bakterije u 100 mL na 37oC i NBFK bakterija u 100 mL na 44oC) i sedimenata/mulja (hemijski parametri, radiološki i hidrobiološki parametri). U sklopu hidrografskog sistema određenog geografskog prostora, posebna pažnja se posvećuje monitoringu glavnih vodotoka, jezerima, podzemnim vodama, paludološkom kompleksu i zaštićenim prirodnim dobrima. Monitoring kvaliteta zemljišta podrazumijeva kontrolu fizičkih, hemijskih, mikrobioloških i radioloških parametara. Monitoring se može vršiti na obradivom i neobradivom zemljištu, a u zavisnosti od broja lokaliteta dobija se više – manje sveobuhvatna slika o kvalitetu zemljišta na odgovarajućem geografskom prostoru. Kvalitet poljoprivrednog zemljišta prati se na lokalitetima koji predstavljaju geomorfološku, hidrološku i pedološku osobenost nekog geografskog prostora, uz kontrolu šumskog zemljišta i zemljišta u problematičnim zonama (degradirano zemljište, visokozagađene industrijske i urbane zone, zone u blizini izvorišta za vodosnabdijevanje, zone u blizini deponija i sl.). Parametri koji se najčešće mjere kod monitoringa kvaliteta zemljišta su: pH vrijednost, sadržaj kalcijum karbonata, sadržaj azota, fosfora i kalijuma, sadržaj mikroelemenata i teških metala, sadržaj pesticida, policikličnih aromatičnih ugljovodonika (RAN), mikrobiološke analize i radioaktivnost ( 137Cs, 238U, 226Ra, 232 Th, 40K). B) Sistem kontrole faktora i uzroka djelovanja (monitoring izvora zagađivanja); C) Sistem kontrole na osnovu metode praćenja (monitoring fizičkih, hemijskih i bioloških pokazatelja). Kontrola i monitoring životne sredine mogu se vršiti u cilju osmatranja i upozoravanja od mogućih, odnosno očekivanih opasnosti po životnu sredinu ( monitoring osmatranja) ili praćenja već nastalih i utvrđenih zagađivanja ( monitoring praćenja zagađivanja ili monitoring u užem smislu). Monitoring sistem može biti zasnovan na praćenju postignutih efekata ili posljedica zagađivanja na raznim objektima ili „metama“ zagađivanja (tzv.“target monitoring“) štetnih ili ugrožavajućih faktora zagađivanja (faktor monitoring ). Praćenje štetnih ili ugrožavajućih faktora sredine može se ostvarivati: na samom izvoru zagađivanja ( monitoring tehnoloških procesa ); na mjestima na kojima se vrši ispuštanje štetnih ili zagađujućih materija (monitoring emisije);
542
Ambijent (lat. ambire – obilaziti, opkoljavati) – sredina, okolina.
praćenje kretanja polutanata i kontaminanata po ispuštanju u životnu sredinu (monitoring sredine); mjerenje kvalitativnog i kvantitativnog djelovanja, odnosno izlaganja životnih organizama i sistema dejstvu zagađivanja (monitoring izlaganja ili monitoring ekspozicije). Biološki monitoring i organizmi indikatori. Biološki monitoring predstavlja organizovani sistem praćenja bioloških promjena u vremenu i prostoru. To je trajno, dugovječno ili periodično praćenje i procjena bioloških i ostalih ekoloških promjena (parametara), korištenjem određene metodologije. Biološki monitoring obuhvata niz raznovrsnih primarnih i sekundarnih posljedica djelovanja faktora narušene i zagađene sredine. Primarne posljedice543 obuhvataju niz fizioloških544 poremećaja u organizmu, dok se sekundarni ili ekološki efekti odnose na posredne uticaje zagađujućih materija na individue i populacije ugroženih vrsta. Prema I.Saviću i V.Terziji (2002) kod biološkog monitoringa mogu se mjeriti: biohemijske promjene u organizmima, fiziološke promjene i poremećaji u organizmima, brojni odnosi i stanja u populaciji, promjene u rasporedu pojedinih populacija u ekosistemu, funkcionalni međuodnosi pojedinih komponenata ekosistema, promjene u rasporedu pojedinih ekosistema. Pored ovoga, biološki monitoring obuhvata i mogućnost praćenja organizama ugroženih djelovanjem zagađene sredine (tzv.“target“ organizmi), kao i organizama posebno osjetljivih na dejstvo zagađujućih materija radi upozoravanja na opasnost od zagađivanja. Lišaji i mahovine predstavljaju izvanredan indikator stanja zagađenosti atmosferskog kompleksa. Njihovo odsustvo u urbano - industrijskim centrima ukazuje na visok stepen aerozagađenja (naročito sumpor - dioksidom, SO2). Epifitska flora 545 (lišajevi i mahovine) sa kore drveća ili crijepova se može prebaciti na zagađena mjesta i posmatrati dinamika njene destrukcije, na osnovu čega se može odrediti intenzitet aerozagađenja. Za prisustvo ozona u životnoj sredini može poslužiti biljka duvan. U listovima duvana kod povećanog prisustva ozona, zapaža se niz promjena i dolazi do njihovog opadanja sa stabljike. Izvjesne životinjske vrste osjetljive su na prisustvo ugljen – monoksida, što je slučaj nekih ptica (kanarinac) i sisara (miševi). Kanarinci su poznati po tome da zbog svog krhkog tijela brzo uginu pri udisanju otrovnih gasova, pa na taj način mogu upozoriti ljude na prisustvo tih gasova. Zbog toga su ih nekada rudari nosili sa sobom u rudarska okna da bi im poslužili kao „alarmni uređaji“ i sigurni detektori za otkrivanje smrtonosnih gasova.
543
Vidjeti opširnije: I.Savić, V.Terzija, cit. izd; str.119-121. Fiziologija (grč. physiologia)- nauka o prirodnim zbivanjima, procesima u organizmima biljaka (fitofiziologija) i životinja i čovjeka (zoofiziologija); opšta fiziologija bavi se pojavama svojstvenim svim živim bićima; specijalna fiziologija proučava vegetativne funkcije životinjskog tijela koje su zajedničke sa funkcijama biljke (ishrana, disanje, razmnožavanje) i animalne radnje svojstvene samo životinji (kretanje, osjećanje, moć i predstavljanje). 545 Epifiti (grč.epi-pryomai – rastem na) - parazitske biljke koje rastu na drugim biljkama, ali ne oduzimaju od njih hranu ( kao što je sličaj kod drugih parazita - gotovana). 544
Ruderalna i korovska flora i vegetacija kao indikator životne sredine.546 Ruderalna547 i korovska flora i vegetacija su značajni indikatori životne sredine. Njihovo postojanje na određenom geografskom prostoru (obradive površine, pored naselja i puteva, na nasipima, u dvorištima, pored staja i đubrišta) ukazuje na antropogeno izmijenjenu životnu sredinu. Prema M.Matoviću (1994) ruderalna flora i vegetacija (bujnost) su sekundarne tvorevine koje su nastale i održavaju se pod snažnim antropogenim dejstvom. Ruderalne biljke se najčešće javljaju u urbanoj sredini na zemljištu izmijenjenom pod uticajem čovjeka, a korovi se, uglavnom, javljaju kao pratioci pojedinih gajenih biljaka. Kompeticija (suparništvo) korova, kao biljnih štetočina, i biljnih kultura uglavnom smanjuje prinose i značajno obezvrijeđuje napore poljoprivrednika. Možemo zaključiti da ruderalna i korovska flora i vegetacija imaju značajno mjesto u sistemu čovjek – životna sredine, a u biološkom monitoringu ova flora i vegetacija indicira promjene i stanje stanišnih uslova svojim ekološkim indeksima, životnim oblicima i fitocenološkim odlikama (odlikama biljnih zajednica). Biološki monitoring ima veliki značaj za skoro 25% stanovnika naše planete kod kojih se javlja alergija na polen (cvjetni prah). Rascvjetavanje raznih biljnih vrsta (na našim geografskim prostorima od februara do oktobra) označava ujedno i početak mjerenja alergena548 (Hidrometeorološki zavodi u saradnji sa Alergološkim centrima). Eksperti se slažu da prognoza na jednoj teritorijalnoj jedinici nije pouzdana bez podataka iz susjednih geografskih prostora i ukazuju na značaj regionalnog povezivanja. Osim detektovanja i mjerenja alergena, akcenat je na razvijanju službe za animiranje javnosti. Putem medija podaci se objavljuju brojčano što daje dobre rezultate i upućuje alergične osobe na medicinsku pomoć. Evropska organizacija za detekciju polena je već formirala sistem za redovno, sezonsko, sedmično i dnevno obavještavanje javnosti preko medija i lifleta (informativni letak, reklamni letak) sa najosnovnijim podacima koji će pacijentima biti dostupni u zdravstvenim ustanovama. Nivoi istraživanja u organizaciji monitoringa životne sredine.549 Sanitarno - higijenski ili biološki nivo podrazumijeva ocjenu sastava životne sredine sa stanovišta njenog uticaja na zdravlje humane populacije. Ovaj nivo pokazuje reakcije čovjeka, kao živog bića, na promjene u životnoj sredini. Geosistemski nivo monitoringa sastoji se u analizi prirodnih i prirodno - tehničkih sistema. Ovaj nivo monitoringa pokazuje materijalnu, energetsku i biološku produktivnost MDK polutanata i kontaminanata i sposobnost autopurifikacije geokomponenti u geografskom omotaču. Biosferni nivo bazira istraživanja globalnih parametara životne sredine: prozračnost atmosfere, svjetski bilans vlažnosti, zagađenost hidrosfernog kompleksa, razmjena energije između geografskog omotača i vasionskog prostora (negativni efekat „staklene bašte“) i sl. Osnovni cilj ovog monitoringa je inventurisanje i izrada katastra globalnog antropogenog uticaja na poremećaj ekvilibrijuma geosistêma u geografskom omotaču. Istraživanja globalnih parametara ukazuju na ozbiljnu opasnost za opstanak naše civilizacije. Vidjeti opširnije: M.Matović (1994), cit. izd; str. 110-127; Kojić M; Stanković.A; Čanak M. (1972); Korovibiologija i suzbijanje, Novi Sad; Landolt E. (1997); Őkologische Zeigerwerte zur Schweizer Flora. Verőffente, d. Geobotom. Inst.,64, Zürich. 547 Ruderalan (lat.rudera - komadići kamenja) – koji se nalazi uz ruševine, pored naselja i sl. 548 Alergeni (grč. āllos – drugi + ērgon – djelo) med. supstance biljnog ili životinjskog porijekla koje u preosjetljivih osoba izazivaju alergiju. 549 Vidjeti opširnije: Komunalna higijena, cit.izd; J.Đuković et al, Tehnologija vode, str. 75-134, Beograd, 2000. 546
Sistem bisfernog monitoringa oslanja se na sistemsko osmatranje Zemlje (daljinsko osmatranje). Daljinsko osmatranje se pokazalo kao važan segment u zaštiti životne sredine, kako u monitoringu, tako i u najavi i praćenju prirodnih i antropogenih katastrofa. U savremenom svijetu je ovaj sistem odavno u primjeni i relativno je jeftin, ali nažalost još uvijek nedostupan za zemlje u razvoju i zemlje u tranziciji. Osnovni aspekti primjene satelitskog (daljinskog) osmatranja u monitoringu i zaštiti životne sredine.550 Daljinska osmatranja/istraživanja su tehnike dobijanja podataka iz daljine551 putem instrumenata. Daljinska osmatranja uključuju sve aktivnosti od snimanja, procesuiranja, analiziranja, interpretiranja do dobijanja relevantnih informacija iz mase podataka prikupljenim tim osmatranjima/istraživanjima. Od lansiranja prvog Zemljinog vještačkog satelita ( 04.oktobar 1957. godine) Sputnjika 1 otvara se era satelitske detekcije u meteorologiji, geologiji, poljoprivredi, a danas posebno u zaštiti životne sredine. Prema M.Oluiću (2001) postoji veliki broj satelita, opremljenih različitim senzorima, koji prikupljaju bitne podatke za očuvanje i zaštitu životne sredine.552 Međunarodne organizacije, kao na primjer UNESCO, rade na upozoravanju svjetske javnosti o sve agresivnijoj prijetnji zagađenja životne sredine i potrebi preduzimanja neophodnih mjera zaštite. Njihovo (međunarodnih organizacija) geslo „Man and the Biosphere – Long-Term Ekological Research“553 ima za cilj da okupi eksperte iz niza država koji bi aktivno bili uključeni u zaštitu životne sredine na globalnom nivou. Primjena satelitskih daljinskih istraživanja u monitoringu životne sredine danas je prisutna kod osmatranja: zagađivanja atmosferskog kompleksa, posebno kada su u pitanju termoelektrane, objekti crne, obojene i bazične hemijske industrije; dnevni kopovi mineralnih sirovina (ležišta uglja, boksita, bakra i drugih ruda, eksploatacija šljunka, pijeska, gline, kamenolomi i dr.); procjenjuje se da je u svijetu više od 14000 km2 zemljišta devastirano površinskim rudokopima554, pa se dinamika njihovog širenja može izuzetno dobro pratiti na satelitskim snimcima; „cvjetanje mora“, zapravo „cvjetanje“ algi u morskoj vodi je česta za vrijeme ljeta i u ranu jesen pojava, i za kupače neugodna pojava, koja zna na nekim turističkim destinacijama obezvrijediti turističku sezonu; pojave cvijetanja se dobro zapažaju na određenim satelitskim snimcima; naftne mrlje u moru su veliki izazov u zaštiti životne sredine; naučnici su pokazali da se na satelitskim snimcima (RADARSAT)555 može efikasno registrovati distribucija naftnih mrlja na površini mora, te klasifikovati morska površina (vodno ogledalo) na: (a) površine jako zagađene naftom, (b) površine malo zagađene naftom i (c) površine bez naftnih mrlja.
550
Vidjeti opširnije: Oluić, M. (2001): Snimnje i istraživanje Zemlje iz svemira – Sateliti – senzori – primjena HAZU, Vijeće za daljinska istraživanja i fotointerpretaciju, i GEOSAT, Zagreb. str. 19 – 26, 439 – 473. 551 Udaljenost može iznositi nekoliko centimetara, stotine metara, stotine pa i hiljade kilometara; u ovom poglavlju govorićemo o dobijanju podataka putem satelita (satelitsko osmatranje/satelitska detekcija). 552 Naravno postoji i mnogo veći broj satelita koji se koriste u istraživanjima geologije, poljoprivrede, kartografije, prostornog planiranja, za vojne svrhe i dr. 553 „Čovjek i bosfera-dugoročno ekološko istraživanje“. 554 M.Oluić, cit.izd; str. 443. 555 Kanadski radarski satelit – „radar satellite“ (Canada).
Prirodne katastrofe: poplave izazivaju oštećenja više od bilo kojeg drugog oblika iznenadnih nepogoda; satelitski snimci su izvanredna osnova za ispitivanje poplava i upravljanje kriznim područjima, i to prije, za vrijeme i poslije poplave - omogućuju prevenciju, prognozu, detekciju, monitoring i procjenu uticaja, odnosno nastalih šteta;556 snimci služe za donošenje pravovremenih i najsvrsishodnijih odluka u kriznim situacijama, kao i nakon povlačenja vode, za procjenu šteta i kompenzaciju posljedica, te revitalizaciju životne sredine; klizišta i odroni zemljišta; glavni uzročnici pojave klizišta su: klimatski faktori, antropogena aktivnost, eksploatacija površinskih i podzemnih resursa, geološki faktori, strukturno - tektonski i hidrogeološki faktori; pri sagledavanju naprijed navedenih uzroka, kod monitoringa klizišta mogu se izdvojiti tri faze ispitivanja:557 a) inventarizacija starih klizišta, b) kartiranje terena prema stepenu ugroženosti (sinteza različitih faktora rizika), c) preventivne mjere rizika (postavljanje detektora za sistem ranog upozoravanja); zemljotresi - metodi daljinskih osmatranja našli su svoju adekvatnu primjenu na području istraživanja seizmizma i neočekivanih uticaja zemljotresa na ljude, materijalna dobra i životnu sredinu; metodima satelitske detekcije ispitan je i veliki broj aktivnih vulkana na našoj planeti; šumski požari i podzemni požari (ležišta uglja). Antropogene (izazvane katastrofe): nuklearne katastrofe (Černobilj i dr.); ratne katastrofe (razaranje hemijske industrije, rafinerija i skladišta naftnih derivata, objekata farmaceutske industrije i sličnih postrojenja, zbog oslobađanja velikih količina toksičnih materija u životnu sredinu, predstavlja veliku opasnost po život i zdravlje ljudi, kao i opstanak ekosistema). Možemo zaključiti da daljinska/satelitska osmatranja u oblasti životne sredine omogućavaju brzu i ekonomičnu informaciju, zadovoljavajuće preciznosti. Prednost im je što se vrši monitoring relativno velikih područja, a uzastopnim snimanjem moguće je registrovati promjene u različitim vremenskim intervalima.
556
Tholey, N.,Clandillan, S&Fraipont, P. (1997):Flood surveying using Earth Observation Data. ESA – Colloquium Earth Observation and the Environment: Benefits for Central and Eastern European Countries, Academy Sci.,Budapest, 77-88. 557 Scanvic Y. (1989): Landslides in the La Paz basin, Bolivia.SPOT New Latter 12/1989, SPOT Image, 17-18.
9. USKLAĐENI (ODRŽIVI) RAZVOJ
Suština ideje o usklađenom (održivom) razvoju. Rast humane populacije je jedna od determinanti razvoja ljudske civilizacije i razvoja društvenog sistema na našoj planeti. Taj rast zahtijeva, istovremeno, sve veću eksploataciju jednog drugog sistema – prirodnog, pa se stoga očekuje da će uzurpacija (trošenje) prirodne sredine (prostora i resursa) biti sve prisutnija u budućnosti. Ne može se osporiti humanoj populaciji pravo na razvoj, ali se može dovesti u pitanje obim i način eksploatacije postojećih resursa. Da je riječ o prekomjernom trošenju vidi se i iz činjenice da se sve više narušava prirodni ekvilibrijum, i da je sve više polutanata i otpada u geografskom omotaču. Korijen ove, sve prisutnije, krize je u obimu društveno - ekonomskog razvoja i načinu kako najveći dio humane populacije prirodne vrijednosti (prirodni kapital) transformiše u privatni kapital, odnosno zadovoljenje životnih potreba (kvalitet života). Da nekontrolisani obim eksploatacije prirodnog kapitala postaje módus procedèndi558 savremenog čovjeka vidi se iz činjenice da su u svijetu od 1950 – 1990. godine utrošene tolike količine resursa kolike su bile utrošene za sve prethodne generacije. Jedan matematički model rasta559 pokazuje da će krajem XXII vijeka godišnja potrošnja energije iznositi bezmalo jedan deseti dio ukupnih geoloških rezervi fosilnih i nuklearnih goriva kojima raspolaže naša planeta. Environmentalisti, ekonomisti, ekolozi i mnogi drugi eksperti već odavno upozoravaju da su negativne promjene u životnoj sredini rezultat nastojanja humane populacije da obezbijedi što viši životni standard, ne obazirući se na cijenu. M. Đukanović (1996) smatra da su kvalitet života ljudi i kvalitet životne sredine usko povezani, ali se ne može reći da su i uzajamni. Da bi ljudi obezbjedili sopstveni kvalitet života, to čine na račun kvaliteta životne sredine. Za ostvarivanje osnovnih ljudskih potreba (hrana, voda, stan i druge fizičke, psihičke i intelektualne potrebe) čovjek je prisiljen da mijenja prirodu. Na taj način prirodna sredina, koja se razvija spontano i samoregulacijom, progresivno smanjuje svoje potencijale zbog prekomjernog iskorištavanja od strane čovjeka. Dalji, nekontrolisani, privredni i prostorni presing naše civilizacije na prirodu zavisi i od činjenice koliko će ljudi, i dalje, nekritički prihvatati vrednovanje stepena svog vlastitog razvoja. Sveukupni napori humane populacije da konstantno unaprijeđuje kvalitet života ne mogu se, na početku trećeg milenijuma, više ostvarivati na principima neograničene potrošnje resursa i neograničenih asimilacionih sposobnosti prirode za prihvat antropogenih emisija materija i energije. „Država može da uništava svoje šume, čistu vodu i površinski sloj zemlje a da se taj gubitak ne odrazi u njenom bruto nacionalnom proizvodu, jer današnje vrednovanje razvoja ne obuhvata usluge ekosistema (održavanje plodnosti zemljišta, čuvanje vodenog taloga, očuvanje čistog vazduha, regulisanje klime – iako njihov gubitak može kasnije za sobom da povuče velike izdatke i smanjenje bruto društvenog proizvoda). Ukoliko se, dakle, razvoj države prati samo kroz nacionalni proizvod, donosioci ekonomske politike i narod u državi mogu biti duboko obmanuti. Jednostavno, rukovodioci mogu jednog dana reći: do sada smo imali brz razvoj ali smo potrošili sve šume i čiste vode“.560 Stoga se u svijetu razmišlja o novim pokazateljima koji bi bili mjerilo globalnog stanja životne sredine. Ovo mjerilo će pomoći da ukupni ljudski razvoj više traži svoje uporište u environmentalnim načelima. 558
Način postupanja, postupak. M. Ristić (1987), Predviđanje poteba energije, Građevinska knjiga, Beograd. 560 „Biznis i okolina“, br. 4., CETEOR, Sarajevo, 2000, str. 6. 559
Sa tehnološkom revolucijom, na prelasku iz drugog u treći milenijum, inventarisanje stanja naše planete pokazuje da živimo sa degradiranim i devastiranim geografskim prostorima, sa nepovratno uništenim pejzažima, rijekama, jezerima; da se suočavamo sa mogućnostima smanjenja količina pitke vode i globalnom promjenom klime. Može se zaključiti da najveći problemi globalnog značaja jesu:561 mogućnost uništenja biosfere i njenih ekosistema, globalna degradacija životne sredine (svih geokomponenti), veliki demografski rast i iscrpljivanje resursa svih vrsta. Pojam održivog (usklađenog) razvoja. Logično je da degradacija životne sredine i trošenje njenih resursa ima i svoje granice, pa dalji razvoj mora da bude „održivi razvoj“ (usklađeni razvoj). Sintagma održivi razvoj, ustanovljena 1989. godine i proklamovana tzv. Bergenskom deklaracijom 1990. godine, označava mogućnost daljeg razvoja, kako postojeće generacije tako i budućih generacija. Termin održivi (usvojen u Rio de Žaneiru, 1992 godine) potiče, najvjerovatnije, od potrebe održivog korišćenja resursa, tj. da se svaka djelatnost koja počiva na korišćenju resursa može trajno održavati. Kako to, još uvijek, nije moguće ostvariti, prema A. Knežećeviću (2000), „održivost podrazumijeva da se iscrpljivanje resursa ograničava i povećava efikasnost njihovog korišćenja, te da se u toku iscrpljivanja određenog resursa na datom području obezbjeđuju finansijska sredstva potrebna da stanovnici po iscrpljivanju resursa u određenom obimu, mogu da organizuju drugi vid privredne aktivnosti korišćenjem nekog drugog prirodnog resursa“. Dobar primjer je zatvaranje rudnika uglja u Trbovlju (Slovenija). On treba biti zatvoren 2020. godine, ali je Vlada Slovenije već izradila program prema kojem će, na osnovu sredstava koja se već izdvajaju, biti osiguran razvoj cijele regije na novim osnovama. Prema M.Đukanović (1996) usklađeni (održivi) razvoj znači da sadašnje generacije treba da planiraju i stvaraju sebi odgovarajući kvalitet životne sredine, istovremeno ostavljajući budućim generacijama mogućnost da ostvaruju sebi isti kvalitet. Filozofija usklađenog razvoja zasniva se na principu intergeneracijske jednakosti. Ako se ovaj princip ne poštuje, tada štete u životnoj sredini učinjene danas prelaze na sljedeću generaciju. Neki autori562 su mišljenja da filozofija održivog razvoja je vezana za tehnoekonomski pristup problemima životne sredine u sklopu društveno - ekonomskog razvoja. Pristup usklađenom (održivom) razvoju563 može biti posmatran kao odnos prema životnoj sredini, koji pokazuje da je moguće u društveni i tehnološki razvoj unijeti značajne promjene koje su u korist prirode, ali i samog privrednog razvoja (kratkoročno i dugoročno). Takva strategija upravljanja životnom sredinom, indirektno inicirana poznatom Konferencijom UN u Stokholmu 1972. god. i „lansirana od strane Gro Harlem Brundtland, tadašnje kandidatkinje stranke zelenih za predsjednika Vlade Norveške , nazvana je održivi razvoj“564 561
Prema OECD (Organisation for Economic Co-Operation and Development, 1991) najveći globalni problemi su: promjena klime (gdje su uključeni problemi energije, uništavanja šuma i podizanja nivoa mora ), oštećenje ozonskog omotača, opasni i rizični otpadni materijali i ugrožavanje biodiverziteta. 562 Vidjeti „Biznis i okolina“, cit. izd., str.6. 563 Termin održivi razvoj (engl. Sustainable Development) u srpskom jeziku može da znači i trajno mogući razvoj , odnosno usklađen, kontinualan ili uravnotežen. Većina autora sa geografskog prostora bivše SFRJ koristi termin održivi , ali ima i dosta onih koji smatraju da je izraz usklađeni pogodniji (a to je i naše mišljenje).Na geografskom i jezičkom području Bosne i Hercegovine prisutna je i sintagma uravnoteženi razvoj, što podrazumijeva da su privredni razvoj sa svojim neposrednim ciljevima i zahtjev za očuvanje kvaliteta životne sredine uravnoteženi, odnosno da su uravnoteženi kratkoročni i dugoročni ciljevi društvenog razvoja. 564 „Biznis i okolina“, cit. izd., str. 6.
Usklađeni razvoj je podržan i preporučen rezolucijom Ujedinjenih nacija 1987. godine. Nakon niza aktivnosti koje su rezultirale konferencijama o usklađenom razvoju (Seldson, Velika Britanija, 1989.,Bergen, Norveška, 1990.) ideja i princip usklađenog (održivog) razvoja su konačno službeno promovisani na Konferenciji UN o životnoj sredini i razvoju (Rio deklaracija). Pojam održivosti. Obzirom da se pojam održivosti danas aktuelizuje u brojnim projektima razvoja pojedinih geografskih prostora, posebno u nerazvijenim zemljama i zemljama u tranziciji (održivi agrar, održivi turizam, održiva infrastruktura i sl.), smatramo potrebnim, prije definicije održivog (usklađenog) razvoja, definisati termin održivost. U stručnoj literaturi se razlikuje:565 tehnička održivost: sposobnost održavanja postrojenja ili objekata (projekat puta i tehnička sredstva; omogućavaju održavanje puta mehanizacijom uz prihode koji obezbjeđuju sredstva za održavanje), ekonomska održivost: sposobnost postrojenja ili objekta da kroz eksploataciju obezbjeđuje finansijska sredstva ne samo za održavanje nego i amortizaciju, kao i dobit investitoru i korist za određeni geografski prostor (izgrađeni put koji obezbjeđuje profit), održivost životne sredine: sposobnost postrojenja ili objekta da osigura društveno – ekonomsku efikasnost koja priznaje i troškove korišćenja resursa i sanaciju environmentalnih šteta, uz poštovanje ograničenja vezanih za korišćenje resursa (izgrađeni put koji vraća uložena sredstva, uključujući i vrijednost utrošenih prirodnih resursa, uz poštovanje mjera zaštite životne sredine). Definicije usklađenog (održivog) razvoja. Definicije usklađenog razvoja date su na više relevantnih skupova, ali i od strane brojnih autora koji su razmatrali pitanje „održivog razvoja“. Od najpoznatijih svjetskih skupova, izdvajamo posebno: Svjetska komisija za životnu sredinu i razvoj pri Ujedinjenim nacijama, po svom osnivanju 1987. godine, definiše opšti princip održivog razvoja za koji kaže da se zasniva na očuvanju ili povećanju vrijednosti sveukupnog kapitala države u toku određenog vremena; u sveukupni kapital spadaju i geokomponente životne sredine (vazduh, voda, zemljište, vegetacija); Evropska ekonomska komisija Ujedinjenih nacija održivi razvoj vidi kao proces ili program restruktuiranja ekonomskih, društvenih i tehničkih odnosa, kako bi se zaštitila prirodna i čovjekova sredina, kako za sadašnje, tako i za buduće generacije; Samit o Zemlji Ujedinjenih nacija, 1992. godine u Agendi 21 (Program za XXI vijek) održivi razvoj definiše kao društveno odgovoran razvoj uz sinhronizovanu zaštitu fizičkogeografske osnove naše planete i zaštitu životne sredine za dobrobit budućih generacija; Svjetska agencija za ishranu i poljoprivredu (FAO), 1989. godine definiše održivi razvoj kao upravljanje i očuvanje planetarnih resursa i orijentaciju tehnoloških i institucionalnih promjena na način da se osigura postizavanje i održi zadovoljavanje čovjekovih potreba za sadašnje i buduće generacije. Prema A. Kneževiću (2000) održivi razvoj znači istovremeno: osiguravanje zahtjeva životne sredine (regulisanje unosa emisijâ): emisija (polutanata, op. a.) je dopuštena samo u granicama koje može apsorbovati priroda/životna sredina; dopuštaju se samo oni zahvati koji omogućavaju cjelovitu zaštitu ekosistema i svih vrsta pojedinačno;
565
Djelimično preuzeto iz „Biznis i okolina“, cit. izd., str. 6 – 7.
Iskorišćavanje obnovljivih izvora dopušteno je samo u granicama njihove obnovljivosti, a iskorišćavanje neobnovljivih izvora (npr. fosilnih energenata – nafta, prirodni gas, ugalj, bitumenski škriljci) ne smije biti brže od pronalaženja alternativnih rješenja za njih. Moramo napomenuti, nažalost, da je za neobnovljive, bolje reći iscrpljive resurse, na savremenom nivou razvoja karakteristično da je brzina kojom se troše veća od brzine kojom su stvarani. Drugi problem, kod stava A. Kneževića, da iskorišćavanje neobnovljivih izvora ne smije biti brže od pronalaženja alternativnih rješenja, se odnosi na vrijeme za koje naučno otkriće dospijeva do tehnološke primjene. Ovaj „period penetracije“ prema M. Ristiću (1995) iznosi 50 godina, a to znači da nauka o energiji sa velikom vjerovatnoćom može da predvidi gotovo sve značajno što će u narednih pet decenija ući u primjenu odnosno proizvodnju. Za sada nemamo alternativna rješenja za zamjenu fosilnih energenata, sa stanovišta njihove današnje ekonomičnosti, energetske vrijednosti i masovnog korišćenja, niti imamo naučno fundirane projekte potpune supstitucije fosilnih goriva drugim energentima.
Osiguravanje društvenih zahtjeva – osiguravanje boljih društvenih uslova svim slojevima društva i društvenim grupama, kao na primjer: potpuna zaposlenost svih radno sposobnih članova humane populacije, besplatno školovanje za cjelokupnu mladu populaciju naše planete, zdravstvena zaštita za sve, obezbjeđenje povoljnih uslova za stanovanje i dr; Osiguravanje ekonomskih zahtjeva – zadovoljavanje potrebâ (kvalitet života) sve brojnije humane populacije zahtijeva stalni porast privrednih kapaciteta; (kako, međutim, pomiriti ili obezbijediti uzajamnost zahtjeva koji se tiču životne sredine i društvenih zahtjeva, još nemamo konkretnog odgovora, op. a.). Koncept usklađenog (održivog) razvoja označava mogućnost daljeg razvoja kako postojeće generacije tako i budućih generacija. Ovo je već rečeno, i u Bergenskoj deklaraciji, i u nastupima brojnih autora širom svijeta. Većina tih autora (Herbert Grul, 1985; B. Vord i R. Diboa, 1972.) skreću pažnju postojećim (tadašnjim) generacijama da su sebične (mada se to isto može kazati i 2011. godine, pa, uz dužno poštovanje prema iskrenoj namjeri navedenih autora, pitamo se koja bi to, konačno, generacija trebala da počne sa realizacijom principa intergeneracijske jednakosti). Bilo je niz autora i naučnih institucija koji su u svojim istraživanjima i drugim pisanim radovima objašnjavali i insistirali na (nekom) umjerenom razvoju. Na geografskom prostoru bivše SFRJ o održivom razvoju, početkom 90-tih godina XX vijeka bavila se M. Đukanović.566 Ako se razvoj na određenom geografskom prostoru definiše kao povećanje životnog standarda, odnosno blagostanje, tada je održivi razvoj „nesmanjivanje blagostanja tokom vremena. Za pojedince to bi značilo konstantno (kontinualno) blagostanje“ (Pearce, Maler, 1991.). Postavlja se pitanje da li su blagostanje i razvoj sinonimi? Smatra se da blagostanje i razvoj ne treba da su identični, ali da odlike razvoja: materijalno blagostanje, edukacija, osnovne slobode i zdravlje su istovremeno i determinante razvoja. Jedno od osnovnih i spornih pitanja u ostvarivanju ideje „održivog razvoja“ jeste: u toku kog perioda razvoj treba da je održiv? Pearce, Maler (1991) smatraju da taj period može da bude od nekoliko dekada do 100 godina u smislu održive ekonomike, održivosti životne sredine, kao i održivosti u društvenom pogledu. Postavlja se, naravno, i pitanje neodrživog razvoja. Po M. Đukanović (1996) neodrživi razvoj bi značio ako bi dvije ili tri generacije imale visok životni standard, a troškove prebacile na slijedeću (treću ili četvrtu generaciju). Ta „zadnja generacija” bi, u tom slučaju, imala manji standard od prethodnih. Daćemo još nekoliko definicija teoretičara „održivog razvoja“: 566
Vidjeti opširnije: Životna sredina i održivi razvoj, cit. izd., str. 169 – 238.
„Održivi razvoj je razvoj koji omogućava dostizanje krajnjeg zadovoljenja ljudskih potreba i poboljšljanja kvaliteta ljudskog života“ (Allen, 1980). „Glavni izazov u dolazećim dekadama biće kako da se dugoročno i široko obezbijedi da interakcija između životne sredine i razvoja bude bolja, uz povećanje izgleda za ekološki održiva poboljšanja ljudskog blagostanja“ (Clark, 1986). „U najužem smislu riječi, opšta (globalna) održivost znači beskonačni (trajni) opstanak ljudskih vrsta u svakom dijelu svijeta. Širi smisao značenja jesta da sva ljudska bića koja se rode dožive i svoje zrelo doba u kvalitetnijem životu nego što je puko biološko preživljavanje. I, na kraju, u najširem smislu govoreći, globalna održivost uključuje i trajno postojanje svih elemenata biosfere, čak i onih koji naizgled nisu od naročite koristi za ljudski rod“ (Brown, 1987). „Možda je samo pitanje vremena kada će metafora održivosti početi da se zloupotrebljava u ideološkim konfliktima sadašnjih environmentalista (boraca za životnu sredinu) do mjere kada će postati besmislena“ (O´ Riordan, 1988). „Održivost je više ograničavajuća pojava (nego održivi razvoj) koja prihvata etičke norme u odnosu na preživljavanje žive materije i prava budućih generacija i institucija koje su odgovorne za obezbjeđivanje tih prava ukupno, računajući i u politici i u akcijama“ (O´ Riordan, 1988.). Usvajanje i značaj koncepcije usklađenog (održivog) razvoja. Koncepcija održivog razvoja je, već smo istakli, prihvaćena i usvojena na II Konferenciji Ujedinjenih nacija o životnoj sredini i razvoju, koja je održana u Rio de Žaneiru 1992. godine. Na njoj su usvojena sljedeća dokumenta: Rio deklaracija o životnoj sredini i razvoju; Konvencija o promjeni klime; Konvencija o biodiverzitetu; Neobavezujući dokument: Principi o upravljanju, zaštiti i održivom razvoju svih tipova šuma; Agenda 21. Poslije Rio Konferencije nastale su velike aktivnosti u sprovođenju koncepta, po sektorima: za energetiku, za kvalitet stanovanja, biodiverzitet, očuvanje šuma, divljine, močvara, vode i dr., i to stalno sa naglašenim pridjevom – održivi.567 Po mnogima održivi razvoj treba da bude protuteža destruktivnom antropogenom djelovanju na našoj planeti i „da kao glavni cilj ima: preživljavanje“!568 Značaj održivog razvoja je taj što pruža mogućnost daljeg napretka ljudske civilizacije, sa akcentom na smanjenu potrošnju prirodnih resursa i prostora. Pri tome se podrazumijeva environmentalni pristup. Nauka, tehnologija, privreda i usklađeni razvoj. Istakli smo već ranije da je geografski omotač, kao izvor sirovina i recipijent otpadnih supstanci i energije, ograničenog kapaciteta. Nedostatak svijesti o limitiranom kapacitetu doveo je do opredijeljenja humane populacije o neograničenom rastu, kako stanovništva tako i potreba (potrošnje). To je neminovno dovelo do nesklada između potreba i mogućnosti njihovog zadovoljenja, odnosno do krize održivog razvoja. Podcijenjeno je, s jedne strane, naučno analiziranje ovih pojava, a s druge strane globalna primjena savremenih tehnologija. Zanemarena je i činjenica „odliva mozgova“, odnosno masovne emigracije naučno – stručnog kadra iz nerazvijenih zemalja u ekonomski vodeće države svijeta. Vlade zemalja u razvoju i zemalja u tranziciji treba da utiču, nizom mjera i instrumenata razvojne politike, na smanjenje odliva vlastitog naučnog potencijala, kako bi osigurale razvoj budućih generacija na svom teritoriju. 567 568
Životna sredina i održivi razvoj, cit. izd. str. 175. Ibid., str. 175.
Uloga nauke i tehnologije u ostvarivanju usklađenog razvoja mora biti jedan od prioriteta sveukupnog društveno – ekonomskog razvoja. Ta uloga se ogleda, prvenstveno, u primjeni efikasnih sredstava za rad, korišćenju obnovljivih izvora energije i naučno – istraživačkom radu. Među resursima koje naša civilizacija treba da što racionalnije troši, od vitalne su važnosti energetski resursi: njih treba sve više, a već im se sagledava iscrpljenje. Prema M. Ristiću (1995) nade se polažu u čovjekovu kreativnost. Od njega se očekuje da otkrije nove mogućnosti opstanka, kao i povoljnije i obilnije izvore energije, čime će se obezbijediti materijalni i tehnički uslovi za neometani razvoj. Održive tehnologije.569 Održive tehnologije su tehnologije koje se uklapaju u koncept održivog razvoja. Za neku tehnologiju ponekad je teško dati definiciju održivosti, jer svjetska privreda krije u sebi i jedan paradoks: tehnologija koja je za jednu državu održiva, za drugu je neodrživa, i obratno. Hijerarhija na globalnom nivou je uvela BAT tehnologije i BATNEEC tehnologije. BAT (Best Avaliable Technologies) tehnologije predstavljaju ograničenje emisije zasnovano na maksimalnom korišćenju raspoloživih tehnologija i primijenjuju se u visokorazvijenim zemljama. Da bi se shvatio smisao ograničenja BAT tehnologije navešćemo sljedeći primjer: tehnologija čija je emisija čvrstih čestica 100 mg/m3 kod izlaznih gasova u Zapadnoj Evropi je zagađujuća (dozvoljeno je 20 mg/m3), dok je, recimo, za Bosnu i Hercegovinu (zemlja u tranziciji, odnosno nerazvijena zemlja) to malozagađujuća tehnologija, jer je kod najvećeg broja postrojenja u Bosni i Hercegovini iznos ove emisije 200 – 500 mg/m3). BATNEEC (Best Available Technologies Not Entailing Excessive Cots) tehnologija je tehnologija redukcije emisije čija je primjena i ekonomski opravdana, i koja se predlaže za primjenu u zemljama u razvoju, odnosno zemljama koje imaju niži nivo zagađivanja (veće asimilacione sposobnosti prirode). Ovdje se mogu razmatrati dva problema: 1. veće asimilacione sposobnosti prirode u nerazvijenim zemljama nisu rezultat veće apsorpcione moći geokomponenti tih područja, nego nerazvijenost privrede, i 2. koliko je moralan stav da se neodržive tehnologije u razvijenim zemljama, nakon izvoza u nerazvijene zemlje, proglašavaju održivim tehnologijama; oni koji zagovaraju ovakav transfer tehnologije zaboravljaju na činjenicu prekogranične emisije polutanata i globalne akumulacije zagađivača u životnoj sredini. Smatramo da je, stoga, neprimjereno više govoriti o transferu (zastarjele) tehnologije iz razvijenih zemalja u nerazvijene, nego se treba ostvarivati međunarodna tehnološka saradnja, što znači da saradnja mora biti dvosmjerna. R strategija.570 Ova strategija je tehnički način, podržan podsticajnim mjerama, sniženja utroška sirovina i uticaja deponovanja otpada na životnu sredinu. Kod R strategije radi se o primjeni tehnologija u vezi otpada, odnosno preciznije o sprječavanju nastanka otpada, a sve te tehnologije počinju na engleskom jeziku sa slovom R. Počelo je, zapravo, sa sanacijom odlagališta (remedijacija) otpada, te reciklažom iskorišćenih proizvoda, da bi se razvile i druge povoljnije mjere. Na sljedećim primjerima će se, respektivno, objasniti elementi i pokazati mogućnosti primjene R strategije u oblasti razvoja tehnologija: (R1) re- inžinjering (engl. Re-engineering) – zadovoljavanje ljudskih potreba na drugi način (npr. internet umjesto štampanja časopisa); (R2) ponovna upotreba (engl. Re-use) – ponovno korišćenje već iskorišćenih uređaja i dobara (ponovno korišćenje ambalaže); 569 570
Vidjeti opširnije: „Biznis i okolina“, cit. izd., str. 31 – 32. Preuzeto iz „Biznis i okolina“, cit. izd., str. 33.
(R3) sniženje utroška sirovina (engl. Reduction) – smanjenje škarta primjenom sistema kvaliteta u proizvodnji ili sniženje emisije čvrstih čestica u atmosferu kroz bolje održavanje postojećeg prečistača otpadnih gasova i vraćanje uhvaćenih čestica u tehnološki proces; (R4) zamjena (engl. Replacement) – zamjena rijetkih ili štetnih hemikalija drugima (zamjena žive i kadmijuma u proizvodnji baterija drugim metalima, ili zamjena hlorofluorougljenika koji imaju veliki uticaj na ozonski omotač hlorofluorougljenicima koji imaju manji uticaj; (R5) opravak i bolje održavanje (engl. Repair) – produžavanje vijeka trajanja sredstava za proizvodnju; (R6) ponovno punjenje (engl. Refilling) – ponovna upotreba ambalaže od strane istog korisnika; (R7) povrat (engl. Recovery) – korišćenje korisnih komponenti iz otpada (dobijanje srebra iz starih filmova, spaljivanje otpadnih ulja i korišćenje toplotne energije); (R8) reutilizacija (engl.Re-utilization) – korištenje iskorištene opreme ili dijelova na drugom mjestu ili u druge svrhe (lat.utilis - koristan); (R9) reciklaža (engl.Recycling) – vraćanje otpadnih materijala u isti proces iz kog su potekli (povrat starog papira u proces proizvonje papira). Možemo da zaključimo da postoji niz kvalitetnih dokumenata i instrumentarij da usklađeni (održivi) razvoj postane obrazac jednog novog odnosa prema životnoj sredini. Daleko smo još od toga da je postignuta globalna saglasnost o zajedničkoj strategiji kada je u pitanju očuvanje životne sredine. Ako bi se, u prvoj fazi, uspostavila zajednička strategija svih evropskih zemalja, ideja usklađenog razvoja mogla bi biti promovisana i na globalnom planu. Kako kaže M. Đukanović (1996) razvoj naše civilizacije ide stalnom uzlaznom ljestvicom, pa svaka prečka na tom usponu može da vodi ili ka vrhu, ili da se sa nje padne.
10. PRILOZI
10.1. DEKLARACIJA KONFERENCIJE UN O ČOVJEKOVOJ SREDINI Konferencija Ujedinjenih nacija o čovjekovoj sredini sastala se u Stokholmu od 5. do 16. juna 1972. i razmotrila potrebe da se usvoje zajednička koncepcija i zajednički pristupi koji će inspirisati i rukovoditi napore koje čine narodi sveta radi očuvanja i poboljšanja čovekove sredine, PROGLAŠAVA SLЈEDEĆE 1. Čovek je istovremeno dјelo i stvaralac svoje sredine, koja obezbјeđuje njegov fizički opstanak i pruža mu mogućnost za intelektualni, moralni, društveni i duhovni razvoj. U dugoj i teškoj evoluciji ljudske rase na Zemlji, došao je trenutak kada je, zahvaljujući sve bržem napretku nauke i tehnike, čovjek stekao moć da na bezbrojne i neviđene načine mijenja svoju sredinu. Dva elementa čovjekove sredine, prirodi i elemenat koji je on sam stvorio, neophodni su za njegovo blagostanje i puno uživanje njegovih osnovnih prava, uključujući i pravo na sam život. 2. Zaštita i poboljšanje sredine predstavljaju pitanje od najvećeg značaja koje utiču na blagostanje stanovništva i ekonomski razvoj u cijelom svetu; ono odgovara težnjama naroda cijelog sveta i predstavlja zadatak svih vlada. 3. Čovjek je primoran da stalno rezimira svoje iskustvo kao i da dalje otkriva, pronalazi, stvara i napreduje. Danas, moć koju čovjek ima da mijenja sredinu u kojoj živi, može, ako se upotrebi promišljeno, donijeti svim narodima koristi razvitka i mogućnost kvalitetnog poboljšanja života. Zloupotrebi li se ili olako upotrebi, ova ista moć može prouzrokovati neprocjenjivo zlo po ljudska bića i sredinu. Primjeri štete, razaranja i pustošenja koje je izazvao čovjek množe se pred našim očima u brojnim oblastima zemaljske kugle: konstatujemo opasne stepene zagađenosti vode, vazduha, zemlje i živih bića; duboke poremećaje ekološke ravnoteže biosfere koji su za žaljenje; razaranje i iscrpljivanje nezamjenjivih izvora; najzad ozbiljne nedostatke koji su opasni po fizičko, mentalno i socijalno zdravlje čoveka, u sredini koju sam stvara, a posebno u njegovoj životnoj i radnoj sredini. 4. U zemljama u razvoju većinu problema sredine prouzrokuje nerazvijenost. Milioni ljudi i dalje žive daleko ispod najnižeg nivoa spojivog sa pristojnim životom čovjeka, lišeni najneophodnijeg u pogledu ishrane, odjeće, stana, vaspitanja, zdravlja i higijene. Prema tome, zemlje u razvoju treba da usmjere svoje napore prema razvoju, vodeći računa o svojim prioritetima i potrebi da se sačuva i poboljša sredina. U razvijenim zemljama problemi sredine su najčešće vezani za industrijalizaciju i razvoj tehnike. U istom cilju razvijene zemlje treba da nastoje da smanje jaz između njih i zemalja u razvoju. 5. Prirodno povećanje stanovništva stalno postavlja nove probleme za zaštitu sredine i trebalo bi, zavisno od potrebe, usvojiti odgovarajuće politike i mjere za regulisanje ovih problema. Čovjek je nešto najdragocjenjije na svijetu. Narod podstiče socijalni napredak i stvara bogatstvo društva, razvija nauku i tehniku, i svojim teškim radom, bez prestanka mijenja sredinu. Uporedo
sa društvenim napretkom i razvitkom proizvodnje, nauke i tehnike, sposobnost čovjeka da poboljšava svoju sredinu se povećava svakog dana. 6. Nalazimo se u onom trenutku istorije kada je potrebno da usmjeravamo naše akcije u cijelom svijetu razmišljajući više o njihovom odražavanju na sredinu. Možemo, iz neznanja ili nehata, prouzrokovati znatne i nepopravljive štete sredini na Zemlji, od koje zavise i naš život i naše blagostanje. I obratno, produbljujući naša znanja i djelujući sa više mudrosti, možemo obezbjediti, nama samima i našem potomstvu, bolje uslove života u sredini, bolje prilagođenoj potrebama i težnjama čovječanstva. Postoje široke perspektive za poboljšanje kvaliteta sredine i stvaranje srećnog života. Potrebno je oduševljenje, ali isto tako i hladnokrvnost; veliki napori, ali i sređena akcija. Da bi mogao slobodno da uživa plodove prirode, čovjek mora iskoristiti svoja znanja da bi, zajedno sa njom, stvorio bolju sredinu. Zaštita i poboljšanje sredine sadašnje generacije i onih koje dolaze postali su prevashodni cilj cijelog čovječanstva, zadatak čije ispunjenje će biti potrebno uskladiti sa ostvarenjem osnovnih, već utvrđenih ciljeva za postizanje mira i ekonomski i socijalni razvoj u cijelom svijetu. 7. Da bi taj cilj mogao biti dostignut, biće potrebno da svi, pojedinci i grupe, preduzeća i ustanove, na svim nivoima, preuzmu svoju odgovornost i ravnomerno podele dužnosti. Ljudi svih društvenih slojeva i najraznovrsnije organizacije mogu, putem vrijednosti koje prihvataju i cjelokupnošću svoji akata, odrediti kakva će sredina biti sutra. Lokalne vlasti i vlade će imati glavnu odgovornost za politiku i akciju koju treba voditi u oblasti sredine, u okvirima njihove nadležnosti. Međunarodna saradnja će takođe biti potrebna za sticanje potrebnih sredstava kako bi se pomoglo zemljama u razvoju da izvrše svoje dužnosti u ovoj oblasti. Sve veći broj problema sredine, od regionalnog i svjetskog značaja, ili saradnju između zemalja i akciju od strane međunarodnih organizacija u interesu svih. Konferencija traži od vlada i naroda da ujedine svoje napore kako bi zaštitili i poboljšali sredinu, u interesu naroda i budućih generacija. IZRAŽAVA ZAJEDNIČKO UBJEĐENJE DA: Princip 1 Čovjek ima osnovno pravo na slobodu, jednakost i zadovoljavajuće uslove života, u sredini čije osobine mu omogućavaju da živi u dostojanstvu i blagostanju. On ima uzvišenu dužnost da čuva i poboljšava sredinu za sadašnje i buduće generacije. S tim u vezi, osuđuje se i mora biti isključena politika koja podstiče ili sprovodi aparthejd, rasnu sagregaciju, diskriminaciju, kolonijalne i druge oblike ugnjetavanja i tuđe dominacije. Princip 2 Prirodna bogatstva zemljine kugle, uključujući vazduh, vodu, zemlju, floru i faunu, a naročito uzroci prirodnih ekosistema, moraju biti sačuvani u interesu sadašnjih i budućih generacija putem planiranja i odgovarajućeg brižljivog nadgledanja. Princip 3 Sposobnost naše planete da proizvodi glavna prirodna bogatstva koja se obnavljaju mora biti sačuvana i, svuda gde je to mogućno, obnovljena ili poboljšana.
Princip 4 Čovjek ima posebnu odgovornost u očuvanju i mudrom rukovođenju nasljeđem koje čine divlja flora i fauna i njihove naseobine koje su danas ozbiljno ugrožene sticajem nepovoljnih okolnosti. Očuvanje prirode, a naročito divlje flore i faune, mora, prema tome, imati važno mesto u planiranju za ekonomski razvoj. Princip 5 Prirodna bogatstva zemaljske kugle koja se ne obnavljaju moraju biti iskorišćavana na način koji neće prijetiti da ih iscrpi i da prednosti postignute njihovim korišćenjem koristi cijelo čovečanstvo. Princip 6 Odbacivanje otrovnih ili drugih materija i oslobađanje toplote u količinama ili takve gustine čije dejstvo okolina više ne može da neutrališe, mora biti prekinuto na način na koji će se izbjeći da ekosistemi pretrpe teške i nepopravljive štete. Opravdana borba naroda svih zemalja protiv zagađenosti mora biti podržana. Princip 7 Države moraju preduzeti sve moguće mere za sprječavanje zagađivanja mora materijama koje mogu da ugroze zdravlje čoveka, da oštećuju prirodne ljepote ili da ometaju druga opravdana iskorišćavanja mora. Princip 8 Ekonomski socijalni razvoj je neophodan ako se želi obezbjediti sredina povoljna za opstanak i djelatnost čoveka i na Zemlji stvoriti uslovi potrebni za kvalitetno poboljšanje života. Princip 9 Nedostaci čovjekove sredine nastali u uslovima narazvijenosti ili kao posljedica prirodnih katastrofa postavljaju ozbiljne probleme, a najbolji način da se otkloni jeste ubrzavanje razvoja putem pružanja bitne finansijske i tehničke pomoći kojom bi se upotpunio napor koji na nacionalnom planu čine zemlje u razvoju putem obezbjeđivanja odgovarajuće pomoći. Princip 10 Za zemlje u razvoju, stabilnost cijena i odgovarajuća nagrada za osnovne proizvode i sirovine bitni su za upravljanje sredinom, s tim što ekomomske faktore treba smatrati isto tako važnim kao i ekološke procese. Princip 11 Politikom o sredini svaka zemlja bi trebalo da ojača potencijal sadašnjeg i budućeg napretka zemlje u razvoju, a ne da oslabi ili spriječi nastajanje boljih uslova života za sve. Države i međunarodne organizacije trebalo bi da preuzmu sve potrebne mjere s ciljem da se slože u pogledu načina da spriječe ekonomske posledice koje na nacionalnom ili međunarodnom planu može imati primjena mjera zaštite sredine. Princip 12 Bilo bi potrebno izdvojiti sredstva radi zaštite i poboljšanja sredine, s obzirom na stanje i posebne potrebe zemalja u razvoju i troškove koje može imati uklapanje mjera zaštite sredine u planiranju njihovog razvoja, a takođe i na potrebu da im se na raspolaganje, u te svrhe, na njihov zahtjev, stavi dodatna međunarodna pomoć kako tehnička, tako i finansijska. Princip 13 U cilju racionalnijeg upravljanja prirodnim bogatstvima i, na taj način, poboljšanja sredine, države bi trebalo da usvoje jednu integralnu i koordiniranu koncepciju planiranja razvoja, tako da njihov razvoj bude u skladu sa potrebom da se u interesu njihovog stanovništva zaštiti i poboljša sredina.
Princip 14 Racionalno planiranje je veoma važan instrument izmirenja zahtjeva razvoja i potrebe da se sredina zaštiti i poboljša Princip 15 Prilikom planiranja ljudskih naselja i urbanizacije potrebno je nastojati da se izbjegne oštećivanje sredine i da se postignu najveće socijalne, ekonomske i ekološke koristi za sve. S tim u vezi, planovi čiji je cilj da se održi dominacija kolonijalizma i rasizma moraju biti napušteni. Princip 16 U oblastima gde stopa porasta stanovništva ili njegova pretjerana gustina mogu da imaju negativan uticaj na sredinu ili razvoj, kao i u onim oblastima gde slaba gustina stanovništva može da spriječi svako poboljšanje okoline i da omete razvitak, biće potrebno sprovesti demografsku politiku koja poštuje osnovna prava čovjeka i koju zainteresovane vlade ocijene kao odgovarajuću. Princip 17 Potrebno je da odgovarajuće nacionalne institucije budu zadužene za planiranje, upravljanje i regulisanje korišćenja bogatstva sredine kojima raspolažu države, u cilju kvalitativnog poboljšanja okoline. Princip 18 Potrebno je koristiti dostignuća nauke i tehnike u okviru njihovog doprinosa ekonomskom i socijalnom razvoju, s ciljem da se otkriju, izbegnu ili ograniče opasnosti koje ugrožavaju sredinu, da se riješe problemi koje ona postavlja i, uopšte uzev, za dobro čovečanstva. Princip 19 Veoma je važno pružati znanja o pitanjima sredine mladim generacijama isto kao i odraslima, vodeći na odgovarajući način računa o ugroženijima, kako bi se razvile osnovne potrebe za upućivanje javnog mnjenja i pružanje pojedincima, preduzećima i zajednicama mogućnosti da shvate smisao svoje odgovornosti po pitanju zaštite i poboljšanja sredine u svoj njenoj ljudskoj dimenziji. Isto tako je bitno da sredstva masovnog informisanja izbjegavaju da doprinose degradaciji sredine, već naprotiv, da šire informacije poučnog karaktera o potrebi da se štiti i poboljšava sredina, kako bi se omogućilo čoveku da se u svakom pogledu razvija. Princip 20 Potrebno je podsticati u svim zemljama, naročito u zemljama u razvoju, naučno istraživanje i aktivnosti na tehničkom usavršavanju s obzirom na probleme sredine na nacionalnom i višenacionalnom nivou. U tom pogledu potrebno je podsticati i olakšavati slobodno kretanje najnovijih informacija i prenošenje podataka prikupljenih na osnovu iskustva, kako bi se pomoglo rešavanju problema sredine; potrebno je staviti na raspolaganje zemljama u razvoju tehnike koje se odnose na sredinu, pod uslovima koji podstiču njihovo širenje, a da ne predstavljaju ekonomski izdatak. Princip 21 U skladu sa Poveljom Ujedinjenih nacija i sa principima međunarodnog prava, države imaju suvereno pravo da koriste svoja prirodna bogatstva zavisno od svoje politike sredine i dužnosti da se osiguraju da aktivnosti koje se vrše u granicama njihove nadležnosti ili pod njihovom kontrolom ne prouzrokuju štete sredini u drugim državama ili oblastima koje ne potpadaju ni pod čiju nacionalnu nadležnost.
Princip 22 Države treba da sarađuju da bi još više razvile međunarodno pravo u oblasti odgovornosti i obeštećenja žrtava zagađenosti i drugih ekoloških šteta koje prouzrokuju aktivnosti vršene u granicama nadležnosti ovih država ili pod njihovom kontrolom, u oblastima koje se nalaze izvan granica njihove nadležnosti. Princip 23 Bez štete po kriterijume koje će eventualno usvojiti međunarodna zajednica, niti po norme koje je potrebno odrediti na nacionalnom nivou, potrebno je u svakom slučaju, voditi računa o skali vrijednosti koje preovlađuju u svakoj zemlji i o mogućnostima primjene normi koje vrijede za najrazvijenije zemlje, ali koje mogu ne biti prilagođene zemljama u razvoju i za njih predstavljati neopravdan socijalni izdatak. Princip 24 Međunarodna pitanja koja se odnose na zaštitu i poboljšanje sredine trebalo bi da sve zemlje, velike ili male, ravnopravno razmatraju u duhu saradnje. Neophodna je saradnja putem višestranih ili dvostranih sporazuma ili putem drugih odgovarajućih sredstava da bi se efikasno ograničile, spriječile, smanjile i uklonile povrede sredine koje proističu iz aktivnosti koje se vrše u svim oblastima, i to uz poštovanje suvereniteta i interesa svih država. Princip 25 Države moraju nastojati da međunarodne organizacije odigraju koordiniranu, efikasnu i dinamičnu ulogu u zaštiti i poboljšanju sredine. Princip 26 Potrebno je poštedeti čovjeka i njegovu sredinu od posljedica nuklearnog oružja i svih drugih sredstava masovnog uništavanja. Države moraju nastojati, u okviru odgovarajućih međunarodnih organa, da, što je moguće prije, dođu do sporazuma o ograničavanju i potpunom uništenju ovog oružja. 21. plenarna sjednica 16. juna 1972.
10.2. RIO DEKLARACIJA O ŽIVOTNOJ SREDINI I RAZVOJU PREAMBULA ( UVOD, PREDGOVOR) Konferencija Ujedinjenih nacija o životnoj sredini i razvoju, Pošto je održana u Rio de Ženeiru od 3. do 14. juna 1992.godine, Potvrđujući Deklaraciju Konferencije UN o životnoj sredini koja je usvojena 16. juna 1972. godine u Štokholmu i tražeći da na toj osnovi dalje gradi, U cilju ostvarivanja novog i ravnopravnog globalnog partnerstva putem otvaranja novih nivoa saradnje među državama, ključnim sektorima društva i stanovništvom, Angažujući se u pravcu međunarodnih sporazuma koji uvažavaju interese svih i štite cjelovitost globalnog sistema životne sredine i razvoja, Potvrđujući cjelovitost i međuzavisnost planete Zemlje, našeg doma, Proklamuju sljedeće: Princip 1 Ljudska bića imaju centralno mjesto u brizi za održivi razvoj. Ona imaju pravo na zdrav i produktivan život u harmoniji sa prirodom. Princip 2 U skladu sa Poveljom Ujedinjenih nacija i principima međunarodnog prava države imaju suvereno pravo da eksploatišu sopstvene izvore shodno svojoj politici zaštite životne sredine i razvoja, kao i odgovornost da obezbjede da aktivnosti u okviru njihove jurisdikcije ili kontrole ne prouzrokuju štete životnoj sredini drugih država ili oblasti koje se nalaze izvan granica njihove nacionalne jurisdikcije. Princip 3 Pravo na razvoj mora se ostvariti kako bi se ravnopravno zadovoljile potrebe razvoja i životne sredine sadašnjih i budućih generacija. Princip 4 U cilju ostvarivanja održivog razvoja, zaštita životne sredine predstavlja integralni dio razvojnog procesa i ne može se razmatrati odvojeno od njega. Princip 5 Sve države i svi ljudi sarađuju na važnom zadatku iskorjenjivanja siromaštva kao neophodne pretpostavke održivog razvoja, u cilju smanjivanja rizika u životnom standardu i uspješnijeg zadovoljavanja potreba većine ljudi svijeta. Princip 6 Poseban položaj i potrebe zemalja u razvoju, naročito najmanje razvijenih, kao i onih čija je sredina najugroženija, imaće poseban prioritet. Međunarodne akcije u oblasti životne sredine i razvoja takođe bi trebalo da povedu računa o interesima i potrebama svih zemalja.
Princip 7 Države sarađuju u duhu globalnog partnerstva u cilju očuvanja, zaštite i obnavljanja zdravlja i jedinstva ekosistema Zemlje. S obzirom na različit doprinos globalnoj degradaciji životne sredine, države imaju zajedničke ali diferencirane odgovornosti. Razvijene zemlje prihvataju odgovornost koju imaju u međunarodnom angažmanu za održivi razvoj, s obzirom da njihova društva opterećuju globalnu životnu sredinu i s obzirom na tehnologije i finansijska sredstva kojima raspolažu. Princip 8 U cilju ostvarivanja održivog razvoja i višeg kvaliteta života za sve ljude, države treba da ublaže i ukinu neodržive načine proizvodnje i potrošnje i da podstiču odgovarajuću demografsku politiku. Princip 9 Države treba da sarađuju na jačanju izgradnje unutrašnjih kapaciteta u cilju održivog razvoja unapređenjem razumjevanja u nauci putem razmjene naučnog i tehnološkog znanja kao i jačanjem razvoja, prilagođavanja, širenja i transfera tehnologija, uključujući nove i inovativne tehnologije. Princip 10 Pitanja životne sredine se najbolje rješavaju uz učešće svih zainteresovanih građana na odgovarajućem nivou. Na nacionalnom nivou svaki pojedinac bi imao odgovarajući pristup informacijama o životnoj sredini kojima raspolažu javni organi, uključujući informacije o opasnim materijama i aktivnostima u njihovim zajednicama, kao i mogućnost za učestvovanje u procesu odlučivanja. Države olakšavaju i podstiču svijest i učešće javnosti širokim stavljanjem informacija na uvid. Obezbjedio bi se efikasan pristup sudskim i administrativnim postupcima, uključujući obeštećenje i pravni lijek. Princip 11 Države bi donosile efikasne propise u oblasti životne sredine. Standardi životne sredine, ciljevi upravljanja i prioriteti treba da održavaju ambijent životne sredine i razvoja u kojem se primjenjuju. Standardi koje primjenjuju neke zemlje mogu biti neprikladni i predstavljaju neopravdan ekonomski i socijalni trošak za druge zemlje , posebno za zemlje u razvoju. Princip 12 Države treba da sarađuju na unaprjeđivanju povoljnog i otvorenog međunarodnog ekonomskog sistema koji bi doprinio ekonomskom rastu i održivom razvoju u svim zemljama, u cilju boljeg rješavanja problema degradacije životne sredine. Mjere trgovinske politike u svrhe životne sredine ne treba da predstavljaju sredstvo arbitraže ili neopravdane diskriminacije ili prikrivenog ograničavanja međunarodne trgovine. Treba izbjegavati jednostrane akcije kao odgovor izazovima životne sredine koji su izvan jurisdikcije zemlje uvoznice. Mjere za rješavanje prekograničnih ili globalnih problema životne sredine treba, što je moguće više, da budu zasnovane na međunarodnom konsenzusu.
Princip 13 Države treba da razvijaju nacionalno pravo o odgovornosti i obeštećenju žrtava zagađivanja i drugih šteta životne sredine. Države treba takođe da sarađuju ekspeditivno i odlučno u daljem razvoju međunarodnog prava o odgovornosti i odšteti za negativne posljedice prouzrokovane aktivnostima u okviru njihove jurisdikcije ili kontrole u područjima izvan njihove jurisdikcije. Princip 14 Države treba efikasno da sarađuju u cilju obeshrabrivanja ili sprječavanja prekograničnog premještanja ili prenošenja bilo kakvih aktivnosti i materija koje su uzročnici degradacije životne sredine, odnosno za koje je utvrđeno da štete ljudskom zdravlju. Princip 15 U cilju zaštite životne sredine, države će, u skladu sa svojim mogućnostima, široko primjenjivati preventivne mere. Tamo gdje postoji opasnost od velike ili nenadoknadive štete, nepostojanje potpune naučne sigurnosti neće se upotrebiti kao razlog za odlaganje troškovno efikasnih mjera za sprječavanje uništavanja životne sredine. Princip 16 Nacionalni organi treba da nastoje da unapređuju internost troškova za zaštitu životne sredine i korišćenje ekonomskih instrumenata, imajući u vidu pristup da, u načelu, zagađivač treba da snosi troškove zagađivanja, uz dužno poštovanje javnih interesa i bez ometanja međunarodne trgovine i investiranja. Princip 17 Ocjenjivanje uticaja na životnu sredinu, kao nacionalni instrument, preduzeće se za predložene aktivnosti za koje se pretpostavlja da bi značajno negativno uticale na životnu sredinu, a o kojima odlučuje nadležni nacionalni organ. Princip 18 Države odmah obavještavaju druge države o eventualnim prirodnim katastrofama ili drugim vanrednim situacijama koje vjerovatno mogu da proizvedu nenadane štetne posljedice za životnu sredinu tih država. Međunarodna zajednica treba da čini sve napore da pomogne državama koje su na taj način pogođene. Princip 19 Države bi obezbjedile prethodno i blagovremeno obavještavanje i relevantne informacije potencijalno ugroženim državama o aktivnostima koje mogu imati značajne negativne prekogranične posledice i konsultovale bi se sa tim državama u ranoj fazi i u dobroj meri. Princip 20 Žene imaju vitalnu ulogu u upravljanju životnom sredinom i razvoju. Njihovo puno učešće je stoga bitno za ostvarivanje održivog razvoja. Princip 21 Kreativnost, ideali i hrabrost omladine svijeta treba mobilisati da bi se iskovalo globalno partnerstvo u cilju postizanja održivog razvoja i obezbjeđivanja bolje budućnosti za sve.
Princip 22 Autohtoni narodi i njihove zajednice i druge lokalne zajednice imaju važnu ulogu u upravljanju životnom sredinom i u razvoju zbog svojih znanja i tradicionalnih načina. Države treba da priznaju i adekvatno podrže njihov identitet, kulturu i interese i omoguće im stvarno učešće u ostvarivanju održivog razvoja. Princip 23 Zaštićeni su životna sredina i prirodni potencijali potlačenih naroda, pod stranom dominacijom ili okupacijom. Princip 24 Rad po prirodi stvari destruktivno djeluje na održivi razvoj. Države će strogo poštovati međunarodno pravo kojim se obezbjeđuje zaštita životne sredine u vreme oružanih sukoba, i po potrebi, sarađivati u njenom daljem razvoju. Princip 25 Mir, razvoj i zaštita životne sredine su međuzavisni i nedjeljivi. Princip 26 Države bi svoje sporove u oblasti životne sredine rješavale mirnim putem i odgovarajućim sredstvima u skladu sa Poveljom Ujedinjenih Nacija. Princip 27 Države i narodi će sarađivati u dobroj mjeri i u duhu partnerstva u realizaciji principa iz ove deklaracije i u daljem razvoju međunarodnog prava u oblasti održivog razvoja.
10.3. KONVENCIJA O BIOLOŠKOM DIVERZITETU UVOD Strane ugovornice, Svjesne stvarne vrijednosti biološkog diverziteta i ekoloških, generičkih, društvenih, naučnih, obrazovnih, kulturnih, rekreativnih i estetskih vrijednosti biološkog diverziteta i njihovih komponenti, Takođe svjesni važnosti biološkog diverziteta za evoluciju i očuvanje sistema za održavanje života biosfere, Potvrđujući da je očuvanje biološkog diverziteta zajednička briga čovečanstva, Ponovo potvrđujući da države imaju suverena prava na sopstvene biološke resurse, Takođe potvrđujući da su države odgovorne za očuvanje svog biološkog diverziteta i korišćenje sopstvenih bioloških resursa na održivi način, Zabrinute zbog činjenice da se biološki diverzitet značajno smanjuje zbog određenih ljudskih aktivnosti, Svjesna opšteg nedostatka informacija i znanja o biološkom diverzitetu i hitnoj potrebi za razvijanje naučnih, tehničkih i institucionalnih kapaciteta kako bi se obezbjedilo sticanje osnovnog znanja na osnovu koga bi se planirale i primjenjivale odgovarajuće mere, Konstatujući da je od vitalne važnosti anticipirati, sprječavati i suzbijati uzroke značajnog smanjenja ili gubitka diverziteta na samom izvoru, Takođe konstatujući da kada postoji prijetnja značajnog smanjenja ili gubitka biološkog diverziteta, ne treba koristiti nedostatak pune naučne sigurnosti kao razlog za odlaganje mjera usmjerenih na izbjegavanje ili smanjenje takve prijetnje, Dalje konstatujući da je osnovni zahtjev za očuvanje biloškog diverziteta, in-situ očuvanje ekosistema i prirodnih staništa i održanje i obnova populacija vrsti sposobnih za život u njihovom prirodnom okruženju, Dalje konstatujući da ex-situ mjere, po mogućstvu preduzete od strane zemlje porijekla, takođe imaju važnu ulogu, Uvažavajući veliku i tradicionalnu zavisnost od bioloških resursa, mnogih starosjedelačkih i lokalnih zajednica koje se drže tradicionalnog načina života i činjenicu da je poželjno pravedno dijeliti koristi koje prističu iz korišćenja tradicionalnog znanja, inovacija i praksi koje se odnose na očuvanje biološkog diverziteta i održivog korišćenja njegovih komponenti, Takođe uvažavajući vitalnu ulogu koju igraju žene u očuvanju i održivom korišćenju biološkog diverziteta i potvrđujući potrebu punog učešća žena na svim nivoima kreiranja politike i primjene očuvanja biološkog diverziteta, Naglašavajući važnost i potrebu unaprjeđenja međunarodne, regionalne i globalne saradnje između država i međuvladinih organizacija i nevladinih sektora radi očuvanja biološkog diverziteta i održivog korišćenja njegovih komponenti, Uvažavajući da se može očekivati da obezbjeđenje novih i dodatnih finansijskih sredstava i odgovarajućeg pristupa odnosnim tehnologijama dovede do znatnih promjena kada je riječ o sposobnosti svijeta da rješava pitanje gubitka biološkog diverziteta, Dalje uvažavajući da su potrebni posebni napori kako bi se zadovoljile potrebe zemalja u razvoju uključujući i obezbjeđenje novih i dodatnih finansijskih sredstava i odgovarajućeg pristupa odnosnim tehnologijama,
Konstatujući u ovom pogledu posebne uslove najmanje razvijenih zemalja i malih ostrvskih država, Uvažavajući da su potrebna značajna ulaganja za očuvanje biološkog diverziteta i da se očekuje širok spektar ekoloških, ekonomskih i socijalnih koristi od ovih ulaganja, Uvažavajući da su ekonomski i socijalni razvoj i otklanjanje siromaštva prvi i najvažniji prioritet zemalja u razvoju, Svjesne da je očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta od izuzetne važnosti za zadovoljavanje prehrambenih, zdravstvenih i drugih potreba rastuće svjetske populacije, zbog čega je od vitalne važnosti pristup generičkim resursima i tehnologijama i njihovo zajedničko korišćenje, Konstatujući da će u krajnjoj liniji očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta ojačati prijateljske odnose među državama i doprinijeti globalnom miru, Želeći da povećaju i dopune postojeće međunarodne aranžmane za očuvanje biološkog diverziteta i održivog korišćenja njegovih komponenti i Odlučne da očuvaju i na održiv način koriste biološki diverzitet u korist sadašnjih i budućih generacija, Dogovorile su se kako sljedi: Član 1. CILJEVI Ciljevi ove Konvencije, koje treba ostvarivati u skladu sa njenim odnosnim odredbama, su očuvanje biološkog diverziteta, održivo korišćenje njegovih komponenti i poštena i pravedna podjela koristi koje proističu iz korišćenja generičkih resursa, između ostalog odgovarajućim pristupom generičkim resursima i odgovarajućim transferom odnosnih tehnologija, uzimajući u obzir sva prava na ove resurse i tehnologije, i odgovarajućim finansiranjem. Član 2. KORIŠĆENJE TERMINA U smislu ove Konvencije termin: „Biološki diversitet“ („biodiverzitet“) znači raznolikost ( različitost, varijabilnost ) živih organizama iz svih izvora uključujući, između ostalog suvozemne, morske i druge vodene ekosisteme i ekološke komplekse čiji su dio; ovo uključuje diverzitet u okviru vrsta, između vrste i ekosistema. "Biološki resursi" uključuje genetičke resurse, organizme i njihove dijelove, populacije ili bilo koje druge biotičke komponente ekosistema sa stvarnom ili potencijalnom namjenom ili korišću za čovječanstvo. "Biotehnologija" označava svaku tehnološku primjenu koja koristi biološke sisteme, žive organizme ili njihove derivate kako bi se napravili ili izmjenili proizvodi ili procesi specifične namjene. "Zemlja porijekla genetičkih resursa" označava zemlju koja posjeduje ove genetičke resurse u in-situ uslovima. "Zemlja koja obezbjeđuje genetičke resurse" označava zemlju koja isporučuje genetičke resurse prikupljene iz in-situ izvora, uključujući populacije kako divljih tako i pripitomljenih (domaćih ) vrsta, ili uzetih iz ex-situ izvora koji mogu ili ne moraju poticati iz te zemlje.
"Pripitomljene ili gajene vrste" označava vrste kod kojih je čovjek uticao na evolucioni proces kako bi zadovoljio svoje potrebe. "Ekosistem" označava dinamički kompleks zajednice biljaka, životinja i mikroorganizama i njihovu neživu okolinu koje međusobno deluju kao jedna ekološka cjelina. "Ex-situ očuvanje" označava očuvanje komponenata biološkog diverziteta van njihovih prirodnih staništa. "Genetički materijal" označava bilo koji materijal, biljnog, životinjskog, mikrobiotskog ili drugog porijekla koji sadrži funkcionalne jedinice nasljeđa. "Genetički resursi" označavaju genetički materijal od stvarne ili potencijalne vrijednosti. "Habitat" označava mjesto ( stanište ) ili tip lokacije na kojoj organizam ili populacija prirodno živi. "In-situ uslovi" označava uslove gdje genetički resursi postoje u okviru ekosistema i prirodnih staništa i, u slučaju pripitomljenih ili gajenih vrsta, u okruženju gde su razvili svoja različita svojstva. "In-situ očuvanje" označava očuvanje ekosistema i prirodnih staništa i održavanje i oporavak populacija vrsta u njihovom prirodnom okruženju i, u slučaju pripitomljenih ili gajenih vrsta, u okruženju u kome su razvili svoja prirodna svojstva. "Zaštićena oblast" označava geografski definisanu oblast koja je određena i kontrolisana, i kojom se upravlja tako kako bi se postigli određeni ciljevi očuvanja biodiverziteta. "Regionalna ekonomska integrativna organizacija" znači organizaciju koju čine suverene države datog regiona, na koju su njene države članice prenijele nadležnost u pogledu pitanja koja reguliše ova Konvencija i koja je propisno ovlašćena, u skladu sa svojim unutrašnjim postupcima, da potpiše, ratifikuje, prihvati, odobri ili pristupi Konvenciji. "Održivo korišćenje" znači korišćenje komponenti biološkog diverziteta na način i u obimu koji ne vodi ka dugoročnom smanjenju biloškog diverziteta, održavajući na taj način njegov potencijal radi zadovoljavanja potreba i težnji sadašnjih i budućih generacija. "Tehnologija" podrazumijeva biotehnologiju. Član 3. PRINCIP Države imaju, u skladu sa Poveljom Ujedinjenih Nacija i principa međunarodnog prava, suvereno pravo da eksploatišu sopstvene resurse u skladu sa svojim ekološkim politikama, i odgovornost da osiguraju da aktivnosti u okviru njihove jurisdikcije ili kontrole ne prouzrokuju štetu po životnu sredinu drugih država ili oblasti van granica nacionalne jurisdikcije. Član 4. OBIM JURISDIKCIJE U skladu sa pravima drugih država, osim ako nije izričito drugačije naznačeno u ovoj Konvenciji, odredbe ove Konvencije se primjenjuju vezano za svaku stranu ugovornicu: a) U slučaju komponenti biološkog diverziteta, u oblastima u okviru njene nacionalne jurisdikcije; i b) U slučaju procesa i aktivnosti, bez obzira gde se njihove posljedice ispoljavaju, koje se sprovode u skladu sa njenom jurisdikcijom ili kontrolom u okviru oblasti njene nacionalne jurisdikcije ili van granica nacionalne jurisdikcije.
Član 5. SARADNJA Svaka strana ugovornica će, ukoliko je to moguće i odgovarajuće, sarađivati neposredno sa stranama ugovornicama ili kada to uputno, preko nadležnih međunarodnih organizacija, a u vezi sa oblastima izvan nacionalne jurisdikcije i drugim pitanjima od uzajamnog interesa, radi očuvanja i održivog korišćenja biološkog diverziteta. Član 6. OPŠTE MJERE ZA OČUVANJE I ODRŽIVO KORIŠĆENJE Svaka strana ugovornica će u skladu sa njenim posebnim uslovima i sposobnostima: a) Razviti nacionalne strategije, planove ili programe za očuvanje i održivo korišćenje biološkoh diverziteta ili za ove svrhe prilagođavati postojeće strategije, planove ili programe koji će između ostalog održavati mjere iznijete u ovoj Konvenciji koje se tiču odnosne strane ugovornice; i b) Intergisati u mjeri u kojoj je to izvodljivo, očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta u relevantne sektorske ili nadsektorske planove, programe i politike. Član 7. IDENTIFIKACIJA I PRAĆENJE Svaka strana ugovornica će, koliko god je to moguće i kako je odgovarajuće, naročito u smislu članova 8 do 10 : a) Identifikovati komponente biološkog diverziteta važne za njegovo očuvanje i održivo korišćenje, uzimajući u obzir indikativni spisak kategorija izložen u Aneksu I; b) Kroz uzimanje uzoraka i drugih tehnika pratiti komponente biološkog diverziteta identifikovane u skladu sa podparagrafom a), gore, a posvećujući posebnu pažnju onima koji zahtijevaju neodložne mere konzervacije i onima koje daju najveće potencijale za održivo korišćenje; c) Identifikovati procese i kategorije aktivnosti koje imaju ili je vjerovatno da imaju značajan negativan uticaj na očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta, i pratiti njihove efekte putem uzimanja uzoraka i drugih tehnika; i d) Održavati i organizovati bilo kojim mehanizmom podatke dobijene aktivnostima identifikacije i praćenja u skladu sa paragrafima a), b) i c) gore. Član 8. IN-SITU OČUVANJE U mjeri u kojoj je to moguće i odgovarajuće, svaka strana ugovornica će: a) Ustanoviti sistem zaštićenih oblasti ili oblasti u kojima je potrebno preduzeti posebne mjere kako bi se očuvao biološki diverzitet; b) Tamo gde je potrebno razraditi smernice za odabir, ustanovljavanje i upravljanje zaštićenim oblastima ili oblastima u kojima je potrebno preduzeti posebne mere za očuvanje biološkog diverziteta;
c) Regulisati ili upravljati biološkim resursima važnim za očuvanje biološkog diverziteta bilo u okviru ili izvan zaštićenih oblasti, u cilju njihovog očuvanja i održivog korišćenja; d) Unaprijeđivati zaštitu ekosistema, prirodnih staništa i održanje populacije vrsta u prirodnom okruženju; e) Unaprijeđivati ekološki zdrav i održiv razvoj životne sredine u zonama koje se nalaze uz zaštićene oblasti u cilju pospješivanja njihove zaštite; f) Rehabilitovati i obnoviti degradirane ekosisteme i unaprijeđivati oporavak ugroženih vrsta, između ostalog razradom i sprovođenjem planova i drugih strategija upravljanja; g) Utvrditi ili održavati način za regulisanje, upravljanje ili kontrolu rizika vezanih za korišćenje i ispuštanje ( u životnu sredinu ) živih modifikovanih organizama koji su rezultat biotehnologije i koji će vjerovatno imati negativne ekološke posljedice koje bi mogle uticati na očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta, takođe uzimajući u obzor rizike po ljudsko zdravlje; h) Sprječavati unošenje, kontrolisati ili iskorjenjivati one strane vrste koje ugrožavaju ekosisteme, staništa ili vrste; i) Pokušati da obezbjedi uslove potrebne za kompatibilnost sadašnjih korišćenja i očuvanja biološkog diverziteta i održivog korišćenja njegovih komponenti; j) U skladu sa svojim nacionalnim zakonodavstvom, države ugovornice će poštovati, čuvati i održavati znanje, inovacije i prakse starosjedelačkih i lokalnih zajednica koje se drže tradicionalnog načina življenja važnog za očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta i unaprijeđivati njihovu širu primjenu uz odobrenje i uključivanje onih koji posjeduju takvo znanje, inovacije i prakse i podstaći pravednu podjelu koristi koje proističu iz korišćenja takvog znanja, inovacija i praksi; k) Razviti ili održavati potrebno zakonodavstvo i/ili druge regulatorne odredbe za zaštitu ugroženih vrsta i populacija; l) Kada se značajan negativan uticaj na biološki diverzitet utvrdi u skladu sa članom 7, strana ugovornica će regulisati ili upravljati relevantnim procesima i kategorijama aktivnosti; i m) Sarađivaće u obezbeđeu finansijske i druge podrške za in - situ očuvanje navedeno u podparagrafima a) do m) gore, naročito za zemlje u razvoju. Član 9. EX-SITU OČUVANJE Svaka Strana ugovornica će, koliko god je to moguće i kako je odgovarajuće, i prije svega u cilju dopune in - situ mera: a) Usvojiti mjere za ex - situ očuvanje komponenti biološkog diverziteta, prvenstveno u zemlji porijekla takvih komponenti; b) Ustanovljavati i održavati kapacitete za ex-situ konzervaciju i istraživanje biljaka, životinja i mikroorganizama poželjno u zemlji porijekla genetičkih resursa; c) Usvajati mjere za oporavak i rehabilitaciju ugroženih vrsta i za njihovo ponovno uvođenje u njihovo prirodno stanište pod odgovarajućim uslovima; d) Regulisati i upravljati sakupljanjem bioloških resursa iz prirodnih staništa radi ex - situ očuvanja, kako se ne bi ugrozili ekosistemi i in - situ populacije vrsta, osim kada se zahtijevaju specijalne privremene ex - situ mere u skladu sa paragrafom c) gore; i e) Sarađivati u obezbjeđivanju finansijske i druge podrške za ex - situ očuvanje navedeno u podparagrafima a) do e) gore, i u utvrđivanju i održavanju uslova ex-situ očuvanja u zemljama u razvoju.
Član 10. ODRŽIVO KORIŠĆENJE KOMPONENTI BIOLOŠKOG DIVERZITETA Svaka Strana ugovornica će u mjeri u kojoj je to moguće i odgovarajuće: a) Integrisati razmatranje očuvanja i održivog korišćenja bioloških resursa i donošenje nacionalnih odluka; b) Usvajati mjere koje se odnose na korišćenje bioloških resursa kako bi se izbjegli i na minimum sveli negativni uticaji na biološki diverzitet; c) Štititi i podsticati običajno korišćenje bioloških resursa u skadu sa tradicionalnim kulturnim praksama koje su saglasne zahtjevima održivog korišćenja; d) Podržavati lokalne populacije kako bi se razvile i sprovele kolektivne akcije u degradiranim oblastima gdje je biološki diverzitet smanjen; e) Podsticati saradnju između vladinih organa i privatnih sektora u razradi metoda održivog korišćenja bioloških resursa Član 11. PODSTICAJNE MJERE Svaka strana ugovornica će , u mjeri u kojoj je to moguće i kako je odgovarajuće, usvojiti ekonomski i društveno odgovarajuće mjere koje će služiti kao podsticaj očuvanju i održivom korišćenju komponenti biološkog diverziteta. Član 12. ISTRAŽIVANJE I OBUKA Strane ugovornice će, uzimajući u obzir posebne potrebe zemalja u razvoju: a) Ustanoviti i održavati programe za naučno i tehničko obrazovanje i obuku na polju mjera za identifikaciju, očuvanje i održivo korišćenje biloškog diverziteta i njegovih komponenti, i obezbjediti podršku za takvo obrazovanje i obuku radi posebnih potreba zemalja u razvoju; b) Unaprijeđivati i podsticati istraživanje koje doprinosi očuvanju i održivom korišćenju biološkog diverzita, naročito u zemljama u razvoju, između ostalog, u skladu sa odlukama Konferencije strana donijetih zbog preporuka Pomoćnog tijela za naučno, tehničko i tehnološko savjetovanje; i c) U skadu sa odredbama članova 16, 18 i 20, unaprijeđivati i sarađivati u korišćenju naučnih inovacija u istraživanju biološkog diverziteta na polju razvoja metoda za očuvanje i održivo korišćenje bioloških resursa. Član 13. JAVNO OBRAZOVANJE I SVEST Strane ugovornice će: a) Unaprijeđivati i podsticati razumjevanje važnosti očuvanja biološkog diverziteta i mjera koje su za to potrebne kao i odgovarajuću propagandu putem medija, i uključenje ovih pitanja u obrazovne programe; i
b) Sarađivati, kako je odgovarajuće, sa drugim državama i međunarodnim organizacijama u razvijanju obrazovnih programa i program za javnu svijest, u pogledu očuvanja i održivog korišćenja biološkog diverziteta. Član 14. PROCJENA UTICAJA I SVOĐENJE NEGATIVNIH UTICAJA NA MINIMUM 1. Svaka strana ugovornica će u mjeri u kojoj je to izvodljivo i odgovarajuće: a) Uvoditi odgovarajuće procedure koje zahtjevaju procjenu uticaja na životnu sredinu usljed predloženih projekata koji će vjerovatno imati znatne negativne efekte na biološki diverzitet u cilju izbjegavanja ili svođenja na minimum takvih efekata i, gdje odgovara, dozvoljavanja učešća javnosti u takvim postupcima; b) Uvoditi odgovarajuće aranžmane kako bi se obezbjedilo vođenje računa o posljedicama po životnu sredinu programa i politika za koje je vjerovatno da će imati znatne negativne uticaje na biološki diverzitet; c) Unaprijeđivati na bazi reciprociteta, obavještavanje, razmjenu informacija i konsultovanje o aktivnostima u njihovoj jurisdikciji ili kontroli za koje je vjerovatno da će imati znatne negativne efekte za biološki diverzitet drugih država ili oblasti van granice nacionalne jurisdikcije, podsticanjem zaključivanja bilateralnih, regionalnih ili multilateralnih sporazuma, kako odgovara; d) U slučaju neposredne ili teške opasnosti ili štete koja potiče iz njene jurisdikcije ili kontrole po biološki diverzitet u oblasti pod jurisdikcijom drugih država ili oblastima izvan granica nacionalne jurisdikcije, odmah obavjestiti potencijalno ugroženu o takvoj opasnosti ili šteti, kao i pokrenuti akciju za sprječavanje ili umanjenje takve opasnosti ili štete; e) Unaprijeđivaće nacionalne sporazume za hitno reagovanje na aktivnosti ili događaje, bilo da su izazvani prirodno ili na drugi način, koji predstavljaju ozbiljnu i skoru opasnost za biološki diverzitet i podsticati međunarodnu saradnju kako bi se unaprjedili takvi napori i, gde je odgovarajuće i kako su se dogovorile države ili regionalne ekonomske integrativne organizacije o kojima je reč, kako bi se utvrdili zajednički planovi za vanredne situacije. 2. Konferencija strana će ispitati, na osnovu studija koje će biti razrađene, pitanje obaveze i nadoknade, uključujući obnavljanje i kompenzaciju za štetu po biološki diverzitet, osim kada je takva obaveza čisto unutrašnja stvar. Član 15. PRISTUP GENETIČKIM RESURSIMA 1. Uvažavajući suverena prava država nad njihovim nacionalnim prirodnim resursima, ovlašćenje za utvrđivanje pristupa genetičkim resursima ima nacionalna vlada i podliježe nacionalnom zakonodavstvu. 2. Svaka strana ugovornica će nastojati da stvori uslove za olakšavanje pristupa genetičkim resursima za namjene koje su ekološki zdrave po životnu sredinu od strane drugih strana ugovornica da ne nameće ograničenja koja su suprotna ciljevima ove Konvencije. 3. U smislu ove Konvencije, genetički resursi koje obezbjeđuje strana ugovornica kako je navedeno u ovom članu i članovima 16 i 19, su samo oni koji obezbjeđuju strane ugovornice koje su zemlje porijekla takvih resursa ili Strane koje su stekle genetičke resurse u skladu sa ovom Konvencijom.
4. Tamo gde je odobren, pristup će biti ostvarivan pod uzajamno dogovorenim uslovima i podložno odredbama ovog člana. 5. Pristup genetičkim resursima podlijegaće prethodno argumentovanom odobrenju strane ugovornice koja obezbjeđuje takve resurse, osim ako ta strana drugačije ne odredi. 6. Svaka strana ugovornica će nastojati da razvije i sprovede naučno istraživanje na osnovu genetičkih resursa koje obezbjeđuju druge strane ugovornice uz puno učešće i tamo gde je to moguće kod tih strana ugovornica. 7. Svaka strana ugovornica će donijeti zakonske, administrativne ili političke mere kako je odgovarajuće, i u skladu sa članovima 16 i 19 i, gdje je potrebno, putem finansijskog mehanizma utvrđenog članovima 20 i 21 u cilju podjele na pošten i pravedan način rezultata istraživanja i razvoja i koristi koje proističu iz komercijalnog i drugog korišćenja genetičkih resursa sa ugovornom stranom koja obezbjeđuje takve resurse. Takva podjela će se zasnivati na međusobno dogovorenim uslovima. Član 16. PRISTUP TEHNOLOGIJI I TRANSFER TEHNOLOGIJE 1. Svaka strana ugovornica će, uvažavajući da tehnologija uključuje biotehnologiju i da su i pristup i transfer tehnologija između strana ugovornica suštinski elementi za ostvarivanje ciljeva ove Konvencije, preuzeti obaveze podložno odredbama ovog člana da obezbjeđuje i/ili olakša transfer i pristup drugim stranama ugovornicama, tehnologijama koje su relevantne za očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta ili korišćenje genetičkih resursa a ne izazivaju značajnije štete životnoj sredini. 2. Pristup tehnologiji i transfer tehnologije naznačeni su u paragrafu 1. gore, zemljama u razvoju, obezbjediće se i/ili olakšati pod poštenim i najpovoljnijim uslovima, uključujući koncesijske i preferencijalne uslove kada se postigne međusobni dogovor, i, gde je neophodno u skladu sa finansijskim mehanizmom, utvrđen članovima 20 i 21. U slučaju tehnologije koja podliježe i drugim pravima intelektualne imovine, takav pristup i transfer će se obezbjediti pod uslovima koji uvažavaju i u skladu su sa odgovarajućom i djelotvornom zaštitom prava intelektualne imovine. Primjena ovog paragrafa će biti u skladu sa paragrafima 3,4 i 5 dole. 3. Svaka strana ugovornica će donijeti zakonske, administrativne ili političke mjere, kako je odgovarajuće, kako bi se stranama ugovornicama, naročito zemljama u razvoju, koje obezbjeđuju genetičke resurse, osigurao pristup i transfer tehnologije koja koristi ove resurse, pod međusobno dogovorenim uslovima, uključujući tehnologiju zaštićenu patentima i drugim pravima intelektualne imovine, gde je neophodno, kroz odredbe članova 20 i 21 i u skladu sa međunarodnim pravom i paragrafima 4 i 5 dole. 4. Svaka strana ugovornica će preduzeti zakonodavne, administrativne i mjere politike, kako odgovara, kako bi privatnom sektoru olakšala pristup, zajednički razvoj i transfer tehnologije pomenute u paragrafu 1 gore, kako u korist vladinih institucija tako i privatnog sektora zemalja u razvoju, i u tom pogledu će se pridržavati obaveza sadržanih u paragrafima 1, 2, 3 gore. 5. Strane ugovornice, uvažavajući patentna i druga prava intelektualne svojine koja mogu imati uticaja na primjenu ove Konvencije, sarađivaće u ovom pogledu podložno nacionalnim zakonima i međunarodnom pravu, a kako bi obezbjedile da ta prava podržavaju ciljeve ove Konvencije i nisu im suprotna.
Član 17. RAZMJENA INFORMACIJA 1. Strane ugovornice će olakšati razmjenu informacija, iz svih javno raspoloživih izvora vezano za očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta, uzimajući u obzir posebne potrebe zemalja u razvoju. 2. Takva razmjena informacija uključivaće razmjenu rezultata tehničkog, naučnog i društveno ekonomskog istraživanja, kao i informacije o obuci i programima pregleda, specijalizovanih znanja, svojstvenih i tradicionalnih znanja kao takvih i u kombinaciji sa tehnologijama pomenutim u članu 16. paragraf 1. Ona će takođe, gde je to izvodljivo, uključivati repatrijaciju informacija. Član 18. TEHNIČKA I NAUČNA SARADNJA 1. Strane ugovornice će unaprijeđivati međunarodnu tehničku i naučnu saradnju na polju očuvanja i održivog korišćenja biološkog diverziteta, gde je neophodno, kroz odgovarajuće međunarodne i nacionalne institucije. 2. Svaka Strana ugovornica će unaprijeđivati tehničku i naučnu saradnju sa drugim stranama ugovornicama, naročito sa zemljama u razvoju, u primjeni ove Konvencije, između ostalog kroz razvoj i primjenu nacionalnih politika. U unapređenju takve saradnje, treba posvetiti posebnu pažnju razvoju i jačanju nacionalnih mogućnosti, putem razvoja ljudskih resursa i izgradnje institucija. 3. Konferencija strana će na svom prvom sastanku odrediti kako da utvrdi mehanizam "clearing - house" radi unapređenja i olakšanja tehničke i naučne saradnje. 4. Strane ugovornice će, u skladu sa nacionalnim zakonima i politikama, podsticati i razvijati metode saradnje radi razvoja i korišćenja tehnologije, uključujući lokalne i tradicionalne tehnologije, u skladu sa ciljevima ove Konvencije. U cilju ovoga, Strane ugovornice će takođe unaprijeđivati saradnju u obuci osoblja i razmjeni stručnjaka. 5. Strane ugovornice će, u skladu sa međusobnim sporazumom, unaprijeđivati zajedničke programe istraživanja i zajednička ulaganja radi razvoja tehnologija vezanih za ciljeve ove Konvencije. Član 19. POSTUPANJE SA BIOTEHNOLOGIJOM I RASPODJELA KORISTI KOJE IZ NJE PROISTIČU 1. Svaka strana ugovornica će donijeti zakonske, administrativne ili političke mjere, kako je odgovarajuće, kako bi obezbjedila delotvorno učešće u biotehnološkom istraživanju onih strana ugovornica a naročito zemalja u razvoju koje obezbjeđuju genetičke resurse za takvo istraživanje, i gde je izvodljivo u takvim stranama ugovornicama. 2. Svaka strana ugovornica će donijeti sve izvodljive mjere radi unapređenja i poboljšanja prioritetnog pristupa na poštenoj i pravednoj osnovi stranama ugovornicama, naročito zemljama u razvoju, rezultatima i koristima koje proističu iz biotehnologija zasnovanih na genetičkim
resursima koje obezbjeđuju ove Strane ugovornice. Takav pristup će se zasnivati na međusobno dogovorenim uslovima. 3. Strane će razmotriti potrebu i modalitet protokola koji bi uključivao odgovarajuće postupke, uključujući posebno sporazum o kome se obavještava unaprijed, na polju bezbjednog transfera, rukovanja i korišćenja bilo kog živog modifikovanog organizma, koji je rezultat biotehnologije i koji može imati negativan uticaj na očuvanje i održivo korišćenje biološkog diverziteta. 4. Svaka strana ugovornica će, direktno ili zahtjevajući od bilo kog fizičkog ili pravnog lica pod svojom jurisdikcijom koje obezbjeđuje organizme naznačene u paragrafu 3. gore, obezbjediti sve raspoložive informacije o propisima za korišćenje i bezbjednost koje zahtjeva ta strana ugovornica u rukovanju takvim organizmima, kao i sve raspoložive informacije o potencijalnom negativnom uticaju specifičnih organizama o kojima je riječ na Stranu ugovornicu u koju ti organizmi treba da se unesu. 10.4. PRINCIPI PLANIRANJA ODRŽIVOG GRADA: 10.4.1. Zeleni dokument o gradu Zeleni dokument o gradu usvojen je od Evropske zajednice sa glavnim ciljem donošenja zajedničke strategije za dalji razvoj evropskih gradova i rješavanje veoma velikih ekoloških problema u njima. Kako je u gradovima najveća koncentracija stanovništva i ekonomskih aktivnosti, to su i zagađenja atmosfere koja doprinose globalnim klimatskim promenama veoma velika. Takođe, u gradovima se donose najvažnije, dugoročne i često neopozive odluke po pitanju daljeg razvoja energetike, saobraćaja, prerade vode i otpadnih materijala. Zeleni dokument predstavlja instrument za: A) IDENTIFIKACIJU PROBLEMA U GRADOVIMA B) DONOŠENJE ODGOVARAJUĆIH REŠENJA a) GLAVNI EKOLOŠKI PROBLEMI U GRADOVIMA. Kao glavni zajednički problemi evropskih gradova navedeni su: I) ZAGAĐENOST U GRADU 1) zagađenost vazduha, 2) zagađenost i nedostatak vode za piće. 3) zagađenost i deficitarnost zemljišta u gradu, 4) komunalno smeće, 5) buka, 6) privredne aktivnosti kao izvor zagađenja, 7) saobraćaj kao uzrok zagađenja. II) ZAGAĐENA SREDINA 8) razaranje istorijskog tkiva III) PRIRODA U GRADU 9) ugroženost biodiverziteta, 10) deficitarnost gradskog zelenila.
S obzirom da su problemi gradova opšti i da su ovako identifikovani, poznati i prije donošenja Zelenog dokumenta, ovog puta nećemo o njima govoriti detaljnije. b) CILJEVI.- Dva su osnovna cilja data zelenim dokumentom za poboljšanje kvaliteta životne sredine u gradu i dalji održivi razvoj. To su: I) OČUVANJE I UPRAVLJANJE ŽIVOTNOM SREDINOM.- U ovome je naročito značajno umanjenje nekontrolisanog pritiska i rasta raznih djelatnosti. Obnavljanje i ponovno podizanje gradova koji će biti privlačna životna sredina za njihove stanovnike i II) SMANJENJE UDjELA GRADA U GLOBALNOM ZAGAĐENJU. Sa kasnijim preporukama da se obazrivije ide na eventualno proširivanje privrednih aktivnosti ili da je bolje da se koriste prostori u gradu koji su već oštećeni industrijskim objektima i njihovim radom. Čest je slučaj da su takvi objekti u mnogim gradovima napušteni zbog zastarjele tehnologije ili iz drugih razloga, pa je preporuka da se takvi prostori rekonstrukcijom privedu korisnoj ili atraktivnoj nameni. c) OGRANIČAVAJUĆI FAKTORI.- Istaknuto je niz mogućih prepreka za donošenje startegije i njeno sprovođenje. Jedan od najvećih je nerazumijevanje građana koji moraju da sarađuju u planiranju i upravljanju razvojem grada. To su: I) KOORDINACIJA koja se naročito odnosi na razne gradske službe i sektore upravljanja (toplane, saobraćaj, privreda, administracija i slično); koji međusobno ne sarađuju i ne sinhronizuju svoje aktivnosti. II) RESURSI odnosno finansijske i druge mogućnosti koje mogu da spriječe donošenje pravilnih rješenja. Iako su investicije najčešće ograničavajuće, u daljem razvoju se može ići na dobra rješenja koja mogu da se urade sa manjim investiranjem ( kao na primjer korišćenjem materijala i elemenata sa dotrajalih objekata, sa podizanjem zelenih površina uz učešće građana i slično). III) INFORMISANOST.- Nedostatak podataka o pravom stanju kvaliteta životne sredine kao i u organizaciji upravljanja njome, često je limitirajući faktor, za dalje donošenje i sprovođenje razvojnih projekata. IV) TEHNIČKA SAZNANJA.- U manje razvijenom regionima čest je slučaj korišćenja zastarjelih tehnologija koje su obično uzrok velikim zagađenjima. Kako su danas poznati izvori i obim zagađenja, to su se razvile i tehničke mogućnosti sprječavanja i ublažavanja posledica. Zbog toga su dalja istraživanja u tom pogledu veoma značajna. V) PROBLEMI ZAMENE.- Dešava se često da se rješavanjem jednog problema pojavi drugi istog ili većeg obima. Kao primjer se navodi da izgradnja novih ulica u gradu sa ciljem rasterećenja saobraćaja, baš bude povod povećanju saobraćaja. Zbog toga mora da se misli na moguće sekundarne efekte nekih rješenja. d) GLAVNI PRINCIPI POBOLJŠANJA KVALITETA URBANE SREDINE.- Kao vodeći principi istaknuti su oni koji se odnose na aktivnost Evropske zajednice koji su organizacionog karaktera. To su: I) KOORDINACIJA-INTEGRACIJA.- Koordinacija i saradnja odnosi se na zajedničke stavove u politici razvoja i odlukama o investicijama. II) ODGOVORNOST.- Ovaj princip treba da se primjenjuje na svim nivoima od pojedinca do države. Svako treba da bude upoznat i da prihvati kao svoj problem sve ono što se u gradu javlja kao posljedica: zagađenost vazduha, tla, vode, buka, zagušenost saobraćaja i drugo. Svakome
treba da se omogući da bude učesnik u donošenju odluka na razvoj grada ali isto tako da prihvati i odgovornost. III) ODRŽIVI RAZVOJ.- U upravljanju i razvoju životne sredine u gradu prihvaćen je princip "održivog razvoja". IV) SARADNJA.- Međunarodna saradnja treba da se odvija prilikom rješavanja zajedničkih problema kao što su : prekogranično zagađivanje vazduha, zagađivanje zajedničkih riječnih tokova i donošenje rješenja takvih problema. e) INSTRUMENTI ZA SPROVOĐENJE AKCIJA.- Na svim nivoima upravljanja gradske i nacionalne vlade treba da omoguće sprovođenje daljeg razvoja urbane sredine. Instrumenti za sprovođenje su: I) ZAKONODAVSTVO, pod kojim se podrazumijeva obavezujućim i zakoni na nivou Evropske zajednice, kao i na nacionalnom i gradskom nivou. II) PREPORUKE I UPUTSTVA koja se odnose na razna uputstva kako da se sprovedu određene akcije. III) ISTRAŽIVANJA I METODE.- Istraživanja koja daju optimalna rješenja treba da imaju prioritet u finansiranju. Takođe izrada modela ili pilot projekata uz prezentaciju mogu da pomognu da buduća rješenja budu prihvatljivija i korisnija. IV) FINANSIJSKA PODRŠKA.- Evropska ekonomska zajednica je razradila planove finansiranja i kreditiranja pojedinih regiona ili pojedinačnih gradova. V) EKONOMSKE I FISKALNE MJERE imaju za cilj podsticanje dobrih rješenja i savršenije tehnologije za rasterećenje i eliminaciju zagađenja u gradu. VI) PROCENA UTICAJA NA URBANU SREDINU.- Za sve buduće akcije u sredini potrebno je da se procjene mogući negativni uticaji na urbanu sredinu. f) PODRUČJE AKCIJA.- Kako smo mnoge stavove iz potrebnih akcija objasnili i razmotrili u primjeni opšteg koncepta održivog razvoja, to ćemo ovde samo taksativno navesti glavne stavke u odnosu na preduzimanje potrebnih akcija. To su: I) URBANO PLANIRANJE, II) GRADSKI SAOBRAĆAJ, III) ZAŠTITA I UNAPRIJEĐIVANJE ISTORIJSKOG NASLJEĐA, IV) ZAŠTITA I UNAPRIJEĐIVANJE PRIRODNIH PODRUČJA UNUTAR GRADOVA, V) SMANJENJE UTICAJA GRADSKE INDUSTRIJE, VI) UPRAVLJANJE GRADSKOM ENERGIJOM, VII) UPRAVLJANJE GRADSKIM OTPADOM, VIII) UPRAVLJANJE VODOM, IX) RAZVOJ I DOSTUPNOST INFORMACIONE BAZE, X) PODSTICANJE DRUŠTVENIH AKCIJA I XI) MEĐUREGIONALNA SARADNJA. Ovaj Zeleni dokument može u mnogim gradovima da pomogne i da posluži bar kao izvrstan podsetnik da se neki važan segment u razvoju grada ne propusti. 10.4.2. Agenda 21 Agenda 21. je jedan od dokumenata donijetih na II Konferenciji Ujedinjenih nacija o životnoj sredini i razvoju 1992. godine u Rio De Žaneiru. Ovaj dokument obrađuje "najteže probleme u oblasti životne sredine sa kojima se svijet sučeljava i ima za cilj da taj isti svijet pripremi za izazove 21. vijeka".
U poglavlju "Unaprijeđenje održivog razvoja ljudskih naselja" data su uputstva za dalji održivi razvoj ljudskih naselja. a) CILJEVI.- Osnovni cilj jeste poboljšanje socijalnih i ekonomskih uslova i kvaliteta životne sredine u ljudskim naseljima a posebno u poboljšanju životnih uslova gradske i seoske sirotinje. Sljedeći cilj je obezbjeđivanje odgovarajućeg stambenog prostora za rastuće stanovništvo kao i za već postojeće beskućnike. b) NAJVAŽNIJI PROBLEMI, MJERE I AKCIJE.- Istaknuti su sljedeći: I) OBEZBJEĐIVANJE ODGOVARAJUĆEG STAMBENOG PROSTORA, II) UNAPRIJEĐENJE UPRAVLJANJA LJUDSKIM NASELJIMA, III) UNAPRIJEĐENJE ODRŽIVOG PLANIRANJA I UPRAVLJANJA ZEMLJIŠTEM, IV) UNAPRIJEĐENJE INTEGRALNIH MJERA U OBLASTI INFRASTRUKTURE ŽIVOTNE SREDINE: UPRAVLJANJE VODOM, SANITARNIM UREĐAJIMA, TEČNIM I ČVRSTIM OTPACIMA, V) UNAPRIJEĐENJE ODRŽIVIH ENERGETSKIH I TRANSPORTNIH SISTEMA U LJUDSKIM NASELJIMA, VI) UNAPRIJEĐENJE PLANIRANJA I UPRAVLJANJA LJUDSKIM NASELJIMA U PODRUČJIMA SKLONIM ELEMENTARNIM NEPOGODAMA, VII) UNAPRIJEĐENJE ODRŽIVIH AKTIVNOSTI U INDUSTRIJSKOJ IZGRADNJI I VIII) UNAPRIJEĐENJE RAZVOJA LJUDSKIH RESURSA I INSTITUCIONALNO OSPOSOBLJAVANJE ZA RAZVOJ LJUDSKIH NASELJA. Za svaku od pomenutih oblasti, osim glavnog cilja, dato je i niz preporuka koje se odnose na : donošenje smjernica i planova za rješavanje pojedinačnih problema, načina organizovanja i finansiranja, edukacija onih koji treba da se angažuju u institucijama koje donose i sprovode odluke, poboljšanje tehničko - tehnoloških mjera, podsticanje naučnih istraživanja i korišćenje rezultata istraživanja, podsticanje kooperacije, razumijevanja i sinhronizacije rada pojedinaca i institucija, privatnog i društvenog sektora, učešće javnosti i drugo. Za svaku oblast značajno je razvijati gradske informacione sisteme. I) OBEZBJEĐIVANJE ODGOVARAJUĆEG STAMBENOG PROSTORA.- Ovo se odnosi kako na ubrzani rast novog svjetskog stanovništva tako isti i za postojeće beskućnike kojih je danas blizu ¼ od ukupnog broja ljudi na Zemlji. U obezbjeđivanju novog stambenog prostora treba da se razvijaju strategije koje su usaglašene sa životnom sredinom. II) UNAPRIJEĐENJE UPRAVLJANJA LJUDSKIM NASELJIMA.- Svaka zemlja svojom zakonskom regulativom odrediće smjernice i principe za urbanističko i prostorno planiranje. Pri ovome treba podržavati razvoj manjih gradova, kao i smanjenje migracija selo - grad. III) UNAPRIJEĐENJE ODRŽIVOG PLANIRANJA I UPRAVLJANJA ZEMLJIŠTEM.Prema klasifikaciji boniteta zemljišta i katastru, kao i utvrđenoj politici tržišta zemljišta, treba jačati praksu njegove zaštite putem planiranja. Potrebno je izraditi planove upravljanja zemljištem. Onemogućiti stihijski razvoj naselja. IV) UNAPRIJEĐENJE INTEGRALNIH MJERA U OBLASTI INFRASTRUKTURE ŽIVOTNE SREDINE: UPRAVLJANJE VODOM, SANITARNIM UREĐAJIMA, TEČNIM I ČVRSTIM OTPACIMA.- Razvoj politike treba da je takav da svodi na najmanju moguću mjeru ili u startu otklanja degradaciju životne sredine. Značajno je da se planiranjem gradova predviđaju sredstva i uređaji za dekontaminaciju i prečišćavanje otpadnih materija. V) UNAPRIJEĐENJE ODRŽIVIH ENERGETSKIH I TRANSPORTNIH SISTEMA U LJUDSKIM NASELJIMA.- Planiranje treba da podstiče korišćenje obnovljivih energetskih resursa i nezagađujuće tehnologije.
VI) UNAPRIJEĐENJE PLANIRANJA I UPRAVLJANJA LJUDSKIM NASELJIMA U PODRUČJIMA SKLONIM ELEMENTARNIM NEPOGODAMA.- Planiranjem treba da se obezbjedi sigurnost u osjetljivim regionima na elementarne nepogode i treba osigurati gradske sisteme prije nego što se nesreća dogodi. VII) UNAPRIJEĐENJE ODRŽIVIH AKTIVNOSTI U INDUSTRIJSKOJ IZGRADNJI.- O ovim aktivnostima bilo je više reči u dijelu koji govori o principima održivog razvoja i održivih industrijskih aktivnosti. Kako su industrijske aktivnosti uzroci najvećim zagađenjima i degradaciji, to se preporučuje usvajanje takve politike i tehnologije koje će omogućiti planerskim i građevinskim djelatnostima da ostvare ciljeve razvoja ljudskih naselja tako da se izbjegnu negativni efekti na ljudsko zdravlje i na biosferu u cjelini. VIII) UNAPRIJEĐENJE RAZVOJA LJUDSKIH RESURSA I INSTITUCIONALNO OSPOSOBLJAVANJE ZA RAZVOJ LJUDSKIH NASELJA.- Osim planerskih mjera, značajno je organizaciono i institucionalno osposobljavanje ljudskih resursa koji će upravljati gradovima. 10.4.3. Deklaracija o međuzavisnosti za održivu budućnost ( Svjetski kongres Međunarodnog udruženja arhitekata, 1993) S obzirom da u razvoju gradova glavnu i vodeću ulogu imaju arhitekte, kao i planeri i urbanisti (u čijim redovima su u najvećem broju arhitekte), to je Međunarodno udruženje arhitekata (UIA- International Union of Architects) u saradnji sa Američkim institutom arhitekata ( AIA American Institute of Architects) na svjetskom Kongresu arhitekata ( juna 1993) donijeli su DEKLARACIJU O MEĐUZAVISNOSTI ZA ODRŽIVU BUDUĆNOST. U zaključku Deklaracije se navodi da današnje društvo degradira svoju životnu sredinu i da su zbog toga svi članovi pomenutih udruženja ( svjetskog i američkog ) dužni da: a) stave održivost prirode i društva u centar profesionalne odgovornosti kako u planiranju i projektovanju tako i u sprovođenju prakse; b) da stalno razvijaju i neprekidno unapređuju praksu, sve vrste postupaka, krajnjih postupaka, službi i standarda za održivo planiranje i projektovanje; c) da organizuju i sprovode permanentno obučavanje ljudi u industriji građevinarstva, zatim klijente ( investitore), kao i čitavo stanovništvo ( korisnike) o važnosti održivog planiranja, projektovanja, njihove realizacije i korišćenja krajnjih produkata ( objekata i naselja); d) da se stalno radi na izmjenama politike, zakonodavstva i standarda na državnim nivoima i svijetu biznisa ( poslovanja ) tako da održivo planiranje i projektovanje postane prihvaćena svakodnevna praksa; e) raditi i na tome da se za dosadašnju već izrađenu sredinu donesu takvi propisi i standardi koji će obezbediti njeno poboljšanje, odnosno dalji održivi razvoj. 10.4.4. Hanoverski principi Istovremeno sa pomenutom Deklaracijom, urađen je model novog nacrta principa koji su neophodni za održivi razvoj. Oni su nazvani HANOVERSKI PRINCIPI. Oni će biti uvršteni u spisak PRAVA ZA PLANETU, koje je predložio William Mc' Donough, a koji će biti zvanično predloženi i usvojeni na Svjetskoj izložbi EXPO 2000. godine u Hanoveru u Nemačkoj. To su sledeći principi: (I) Insistirati na pravu da ljudski rod i priroda koegzistiraju u zdravom, saradničkom, raznovrsnom i održivom stanju.
(II) Priznati i prihvatiti međuzavisnost. Elementi ljudskog stvaralaštva treba da su u interakciji sa svijetom prirode, da zavise od njega, sa mnogobrojnim i različitim posljedicama na svakom nivou. Produbljivati i podsticati stvaralaštvo ( planiranja i projektovanja). Analizirati ga tako da se unaprijed sagledaju dalekosežne posljedice. (III) Poštovati odnose duha i materije. Uzimati u obzir sve aspekte ljudskih naselja uključujući tu društvenu zajednicu, stanovanje, industriju, trgovinu u pogledu postojanja i razvoja veza između duhovne i materijalne svijesti. (IV) Prihvatati odgovornost za posljedice odluka prilikom planiranja i projektovanja, za posljedice na ljudsko blagostanje, na sposobnost za opstanak i razvoj prirodnih sistema. (V) Stvarati samo bezbjedne i sigurne objekte dugotrajne vrijednosti. Ne opterećivati buduće generacije strogim mjerama i zahtijevima za potencijalne opasnosti koje bi nastale kao posljedica nedovoljne brige sadašnjeg planiranja i projektovanja, proizvoda, procesa ili standarda. (VI) Eliminisati problem otpadnih materija. Procjenjivati i nalaziti najbolja rješenja za kompletnu sudbinu svakog proizvoda ( predmeta ) ili procesa od trenutka njegovog nastanka, njegovog korišćenja do isluživanja, kako bi se približili zakonitostima prirodnih sistema gdje otpaci ne postoje ( do totalne reciklaže ). (VII) Računati na prirodne tokove energije i koristiti ih. Ljudsko stvaralaštvo, analogno živom svijetu u prirodi, treba da svoje kreativne snage usmjeri na crpljenje neiscrpne sunčeve energije. Ovu energiju ugrađivati osmišljeno i bezbjedno, sa punom odgovornošću. (VIII) Sagledavati i unaprijeđivati krajnje mogućnosti planiranja i projektovanja. Treba imati na umu da nijedna stvar koju je čovjek stvorio nije vječna. Takođe da nijedan projekat ili plan ne rješava sve probleme. Oni koji se bave ovim poslom treba da su skromniji u odnosu na prirodu. Sa prirodom treba postupati kao sa ravnopravnim partnerom. Ne treba više da se priroda posmatra kao nešto nepodobno što treba da se osvoji i stavi pod kontrolu. (IX) Tragati za stalnim poboljšanjima, putem širenja i prenošenja novih saznanja i rješenja. Stalno podsticati direktnu i otvorenu komunikaciju između kolega, investitora, proizvođača, vlasnika, korisnika, sponzora, građana, da bi se povezala i prihvatila dugoročna politika održivog razvoja sa etičkom odgovornošću, u cilju ponovnog uspostavljanja sveukupnih odnosa između prirodnih procesa i ljudskih aktivnosti. Ovi principi su bili osnova za pomenutu Deklaraciju o međuzavisnosti za održivu budućnost.
LITERATURA I IZVORI
1.Annon. (1971): Report by CCMS/NATO Expert Panel on Air Quality Criteria for Particular Mater, Brussels. 2.Arsenijević R.S. (1994): Hemija – opšta i neorganska, Naučna knjiga, Beograd. 3.Bailey R.A. et al. (1978): Chemistry of the Environment, Academic Press, New York. 4.Bognar A., Lozić S., Saletto M. (2008): Geoekologija (skripta), Zavod za geografiju i prostorno uređenje (Geografski odsjek), PMF, Zagreb. 5.Dixon E., M. Gardner, S. Parry (1999): Chemical Speciation and Bioavailability. 6.Dukić D. (1984), Hidrologija kopna, Naučna knjiga, Beograd. 7.Đukanović M. (1991): Ekološki izazov, ELIT, Beograd. 8.Đukanović M. (1996): Životna sredina i održivi razvoj, ELIT, Beograd. 9.Đuković, J. (1990): Zaštita životne okoline, Svjetlost, Sarajevo. 10.Enzensberger H.M. (1974): Kritika političke ekologije, "Marksizam u svetu", Beograd. 11.Enzensberger H.(1975): Kritika političke ekologije, “Marksizam u svijetu”, br. 10, Beograd. 12.Geddes P. (1949): Cities in Evolution, London. 13.Gerenčuk K.I., Bokov B.A., Červanev I.G. (1984): Obšćeje zemlovedenije, Moskva. 14.Хромов, С.П., Мамонтова, Л.И. (1974), Метеорологический словарь, Гидрометеоиздат, Лењинград (Санкт - Петербург). 15.Janković M.M. (1973): Ekološki pristup problemu geografsko-ekološkog planiranja i uređivanja u SR Srbiji, Glasnik Instituta za botaniku i botaničke bašte u Beogradu, Tom VIII. 16.Janković M. (1977): Savremeni naučno-teorijski aspekt odnosa čovjeka i biosfere, Glas, Beograd. 17.Janković M. (1963): Fitoekologija, Naučna knjiga, Beograd. 18.J. and E. Moore (1976): Environmental Chemistry, New York. 19.Jones R.R., Wigley T. (1989): A Fact Sheet about Ozone, Ozone Depletion: Health and Environmental Consequences, eds. R.R. 20.Jones and T. Wigley, (1989): John Wiley, Sons, Ltd., Chichester, U.K. 21.Kitanović B. (1979): Planeta i civilizacija u opasnosti, Beograd 22.Kojić M., Stanković A., Čanak M. (1972): Korovi - biologija i suzbijanje, Novi Sad. 23.Kolbasov O. S. (1976): Ekologija-politika-pravo, "Nauka", Moskva. 24.Kratzer P.A. (1956): Das Stadklima, Braunschweig. 25.Landolt E. (1997): Őkologische Zeigerwerte zur Schweizer Flora. Verőffente, d. Geobotom. Inst.,64, Zürich. 26.Lund H.F. (1971): Industrial Pollution Control Handbook, McGraw-Hill, New York. 27.Matas M. (2001): Geografski pristup okolišu, Visoka učiteljska škola, Petrinja. 28.Mašinskij, L.O. (1973): Gorod i priroda, Moskva. 29.Meadows P. (1971): The Contemporary Rdiscovery of the Environment. Man and his Environment, Preceding of the Fourth International Confernce and Society, Beograd. 30.Neef E. (1967):Die theoretischen grundlagen der lanschaftslehre, Laipcig. 31.Nejašmić I. (2005): DEMOGEOGRAFIJA – stanovništvo u prostornim odnosima i procesima, Školska knjiga, Zagreb. 32.Obradović S., Senić M. (1959), Osnovi statističke analize, Beograd. 33.Odum, E.P. (1959): Fundamentals of Ecology, Philadelphia, W.B.Sunders Co. 34.Oluić M (2001): Snimanje i istraživanje Zemlje iz svemira – sateliti, senzori, primjena – HAZU i GEOSAT, Zagreb.
35.Pecelj R.M. (2000): Klimatske promjene i efekat staklene bašte, Beograd. 36.Resulović H. (1979):Geologija sa pedologijom, Ministarstvo obrazovanja, nauke, kulture i sporta FBiH. 37.Ristić M. (1987), Predviđanje potreba energije, Građevinska knjiga, Beograd. 38.Scanvic Y. (1989): Landslides in the La Paz basin, Bolivia. 39.Seinfeld J. (1975), Air Pollution, McGraw-Hil, New York. 40.Shinke, K.P. (1989): The greenhause Effect, Ozone Depletion: Health and Environmental Consequences,eds, R.R. Jones and T.Wigley, John Wiley, Sons. Ltd., Chichester U.K. 41.Сойер К. (1977): Фосфор и экология, Фосфор в окружаящей среды, Мир, Москва. 42.Spahić M. (1999): Osnove geolekologije, HARFO-GRAF, Tuzla. 43.Šešić B. (1974): Osnovi logike, Naučna knjiga, Beograd. 44.Šešić B. (1974): Opšta metodologija, Naučna knjiga, Beograd. 45.„Technologica Acta" (2004): Naučno stručni časopis za hemiju i tehnologiju, Tehnološki fakultet u Tuzli, broj 1, Tuzla. 46.Tholey, N.,Clandillan, S&Fraipont, P. (1997): Flood surveying using Earth Observation Data. ESA – Colloquium Earth Observation and the Environment: Benefits for Central and Eastern European Countries, Academy Sci.,Budapest. 47.Todić D.,Vukasović V. (1999): Međunarodne organizacije i međunarodna saradnja u oblasti zaštite životne sredine, Prometej, Novi Sad. 48.United States Environmental Protection Agency – EPA (1985): Ambient water criteria for Cadmium, EPA 440/5 – 84 – 032, Washington, D.C. 49.Vresk M. (1997): Uvod u geografiju, Školska knjiga, Zagreb. 50. Vukasović V. (1980): Zaštita čovjekove sredine, Institut za međunarodnu politiku i privredu, Beograd. 51.Weeks M. – Leicester H. (1968): Discovery of the Elements, 7 th Edition. 52.Zaječaranović G. (1977): Osnovi metodologije nauka, Naučna knjiga, Beograd. 53.Žižić M., Lovrić M., Pavičić D. (1997): Metodi statističke analize, Ekonomski fakultet, Beograd.
