Curs Ecologie

‚

Dr. ing. Elena DAN _____________________________________

CURS UNIVERSITAR

4

CUPRINS Partea I. NOŢIUNI DE ECOLOGIE GENERALĂ INTRODUCERE Cap. 1 GENERALITĂŢI 1.1. Definiţia şi obiectul ecologiei 1.2. Scurt istoric 1.3. Ecologia ca ştiinţă 1.4. Originile şi evoluţia vieţii pe Pământ 1.4.1 Perioada abiogenă . 1.4.2 Perioada biogenă . 1.4.3 Perioada antropogenă . Cap. 2 ECOSFERA 2.1. Definiţie şi alcătuire 2.2. Structura fundamentală a ecosferei 2.3. Structura materială a ecosferei 2.4. Structura funcţională a ecosferei 2.5. Circuitul principalelor elemente vitale în ecosferă 2.5.1 Circuitul carbonului . 2.5.2 Circuitul azotului . 2.5.3 Circuitul fosforului . 2.5.4 Circuitul calciului . 2.5.5 Circuitul sulfului . 2.5.6 Circuitul apei . 2.6. Factorii ecologici Cap. 3 ECOSISTEMUL 3.1. Definiţie şi structură 3.2. Funcţiile ecosistemului 3.2.1. Funcţia energetică 3.2.2. Funcţia de circulaţie a materiei 3.2.3. Funcţia de autoreglare a stării sistemului 4

3 5 6 8

13 13 15 18 20

25 28 29

3.3. 3.4.

Clasificarea ecosistemelor Legile evoluţiei comunităţilor ecologice

33 33

Partea a II-a. ELEMENTE DE ECOLOGIE APLICATĂ Cap.4

Cap. 5 Cap.6

Cap.7

Cap.8

Cap. 9

Cap. 10

FACTORI DE DEGRADARE A ECOSFEREI 4.1. Omul şi ecosfera 4.2. Impactul ecologic al dezvoltării societăţii umane 4.2.1. Dezvoltarea demografică 4.2.2. Dezvoltarea agriculturii 4.2.3. Dezvoltarea tehnologică POLUAREA MEDIULUI 5.1. Definiţia poluării şi clasificarea poluanţilor/ 5.2. Circulaţia poluanţilor în ecosferă /46 POLUAREA ATMOSFEREI 6.1. Clasificarea poluanţilor atmosferici şi sursele lor de provenienţă 6.2. Efectele poluării atmosferice asupra ecosistemelor POLUAREA SOLULUI 7.1. Intervenţia omului asupra solului 7.2. Clasificarea poluanţilor solului

37 38

45

49 51

52 55

POLUAREA APELOR

8.1. Surse de poluare şi tipuri de poluanţi LIMITELE RESURSELOR BIOSFEREI 91. Limitele resurselor energetice 9.2. Limitele resurselor de materii prime 9.3. Limitele resurselor de apă 9.4. Limitele resurselor alimentare PROTECŢIA MEDIULUI 10.1 Conservarea mediului geografic al . Pământului 10.2 Aspecte economice ale protecţiei mediului . 10.3 Legislaţia în domeniul protecţiei mediului . 10.4 Principii de perspectivă pentru protecţia . mediului 105. Pentru o dezvoltare socială sustenabilă 10 Ingineria mediului – parte integrantă a protecţiei mediului

58 69 73 73 75 77 80 81 84 85 87

5

6

Anexe

89

BIBLIOGRAFIE

91

INTRODUCERE Starea globală a mediului a devenit, în anii din urmă, un motiv important de îngrijorare, aducând în prim plan subiecte determinante ale existenţei umane, cum ar fi: creşterea demografică, modificarea climatului global, diminuarea biodiversităţii - datorită distrugerii habitatelor pentru diferite specii de plante şi animale, eroziunea solului, distrugerea pădurilor, poluarea aerului şi a apei, epuizarea resurselor de combustibili fosili şi acumularea de deşeuri toxice. Incepând cu Conferinţa de la Stocholm privind mediul uman, ce a avut loc în anul 1972, comunitatea internaţională tratează problemele mediului prin măsuri colective, la nivel global care se aplică la nivele locale, prin intermediul unui cadru politico-economic adecvat. Conceptul de „dezvoltare durabilă (sustenabilă)” a fost definit de către Comisia Mondială pentru Mediu şi Dezvoltare (WCED), în raportul său din 1987, cunoscut sub numele „Raportul Bruntland” astfel: „dezvoltarea care urmăreşte satisfacerea nevoilor prezentului, fără a compromite posibilitatea generaţiilor viitoare de a-şi satisface propriile nevoi”. Ea desemnează totalitatea formelor şi metodelor de

6

dezvoltare

socio-economică,

al

căror

fundament

îl

reprezintă

asigurarea unui echilibru între acestea şi capitalul natural. Prin acţiuni concertate de educaţie şi de management inteligent, se pot economisi resurse şi se poate îmbunătăţi calitatea mediului. Stiinţa mediului oferă cunoştinţele de bază necesare pentru a trăi "sustenabil", economisind resursele prin micşorarea consumurilor, protejând mediul natural prin reducerea poluării şi intervenind pentru protejarea ecosistemelor periclitate. Cunoasterea

principiilor

de

bază

ale

ecologiei

oferă

fundamentul pentru înţelegerea modului de funcţionare al naturii şi a modului în care putem trăi în armonie cu natura. Se ajunge, în felul acesta, la cunoaşterea acţiunilor ce trebuie întreprinse pentru a avea un mediu sănătos, capabil să ne asigure condiţii pentru o viaţă de calitate, atât pentru noi cât şi pentru generaţiile următoare. Lucrarea de faţă îşi propune să pună la dispoziţia viitorilor ingineri de instalaţii pentru construcţii cunoştinţele de bază, referitoare la ştiinţa mediului înconjurător, pentru a înţelege modul de organizare şi funcţionare a naturii şi importanţa convieţuirii în armonie cu mediul nostru de viaţă. Cartea este concepută în două părţi, dintre care prima parte intitulată „Noţiuni teoretice de ecologie generală” este o trecere în revistă a obiectului ecologiei ca ştiinţă biologică, a modului cum este structurată şi funcţionează ecosfera - ca sistem biogeochimic, integrat în structura planetei. Cunoaşterea mecanismelor ce întreţin viaţa este o condiţie necesară dar nu suficientă pentru asigurarea continuităţii ei pe

7

8 Pământ. De aceea, partea a doua a cursului, intitulată „Elemente de ecologie aplicată” are menirea de a aduce la cunoştinţa cititorului care sunt principalii factori de degradare a mediului, limitele resurselor biosferei şi metodele de protecţie ce trebuiesc adoptate de către societate, în regim de urgenţă, pentru a-şi asigura o „dezvoltare durabilă”.

Capitolul 1. GENERALITĂŢI 1.1. Definiţia şi obiectul ecologiei Ecologia este definită ca ştiinţa relaţiilor dintre organismele vii şi mediul lor de viaţă de pe diferite nivele supraindividuale, numite ecosisteme. Ca ştiinţă fundamentală, ecologia face parte din cadrul ştiinţelor biologice, care studiază fiinţele vii de pe planeta Pământ. Spre deosebire însă de celelalte ştiinţe biologice, care studiază fiinţele vii la diferite niveluri sub-individuale şi individuale de organizare (macromolecule, celule, organe, indivizi), în afara mediului lor sau întrun mediu teoretic, ecologia studiază nivelurile supraindividuale: populaţii, biocenoze şi biosferă, integrate în mediul lor de viaţă. Ecologia este ştiinţa economiei naturii, a producerii, circulaţiei, distribuţiei şi degradării materie organice vii, în condiţiile interacţiunii permanente a vieţii cu mediul său, pe toate nivelele de organizare.

8

Termenul de ecologie derivă din grecescul „oikos” = casă, gospodărie şi „logos” = descriere, vorbire şi a fost utilizat pentru prima dată de biologul Ernst Haeckel, în 1866. Punctul de vedere ecologic constă deci în evidenţierea interacţiunilor între diferitele sisteme vii supraindividuale cu alte sisteme biologice şi cu componentele mediului, fiind esenţial diferit de cel morfologic, anatomic sau fiziologic. Ca ştiinţă aplicativă, ecologia pune la dispoziţia societăţii umane cunoştinţele teoretice şi practice necesare pentru amenajarea şi exploatarea raţională a ecosistemelor şi a resurselor reînnoibile ale ecosferei. Ecologia generală sau ecologia teoretică studiază raporturile generale dintre materia vie şi mediul său. Mediul înconjurător reprezintă ansamblul tuturor elementelor materiale din Univers care influenţează viaţa unui organism individual sau a unei colectivităţi de organisme. Componentele mediului care influenţează organismele vii se numesc factori de mediu sau factori ecologici, întrucât ei intră în relaţii cu organismele, prin acţiunea cărora pot fi modificaţi. Mediul geografic este constituit din ansamblul elementelor fizice, chimice şi biotice de la suprafaţa Pământului, care influenţează viaţa organismelor sau a comunităţii vegetale sau animale. Mediul specific este alcătuit din acele componente ale mediului geografic care influenţează nemijlocit viaţa organismelor sau a comunităţilor

de

organisme.

Mediul

specific

este

format

din

componenţi de natură materială, energetică şi informaţională, care acţionează asupra organismelor ca factori de mediu, grupaţi mai ales

9

10 din motive didactice în două categorii: mediul fizic (anorganic sau abiotic) şi mediul biotic (organic). Mediul fizic este alcătuit din componente de natură geologică, geomorfologică, climatică şi edafică (rocă, substrat, relief, lumină, căldură, umiditate, vânt, sol, etc.). Mediul biotic se compune din totalitatea organismelor de plante,

animale

şi

microorganisme

din

spaţiul

fizic,

specific

organismului sau comunităţii de specii. Toate componentele mediului fizic şi biotic joacă, în raport cu un organism sau o comunitate de specii, rolul de factori ecologici de natură fizică, geografică, climatică, edafică sau biotică. Pe suprafaţa Pământului ca planetă, mediul înconjurător este identic cu mediul geografic. El este deci un component al învelişului exterior al planetei. Studiul mediului înconjurător al Pământului face obiectul geografiei fizice, dar şi al altor discipline, printre care şi ecologia.

1.2. Scurt istoric Charles Darwin poate fi considerat unul din pionierii ecologiei, fiind cel care a dat, în lucrarea sa „Originea speciilor”, apărută în 1859, prima descriere ştiinţifică a înlănţuirii speciilor prin relaţiile lor numerice . După 1850 devin tot mai numeroase lucrările ce tratează aspecte ale ecologiei, mai ales în domeniul botanicii. Întemeietorul ecologiei moderne este considerat zoologul german Ernst Haeckel, care a utilizat pentru prima dată, în 1866, termenul de ecologie şi a elaborat ideile fundamentale ale acestei ştiinţe, plecând de la teoria lui Darwin, a luptei pentru existenţă. 10

Ecologia a fost fundamentată ca ştiinţă abia pe la mijlocul secolului XX, când s-au pus bazele ecologiei generale, plecând de la ecologia speciilor de plante şi animale. În anul 1957 zoologul american Odum pune bazele ecologiei sistemice prin abordarea realităţii înconjurătoare şi deci şi a lumii vii în concepţie sistemică. Ecologia devine astfel o ştiinţă fundamentală de studiu a biosferei şi a tuturor ecosistemelor de pe Terra. În ţara noastră, concepţia ecologică a fost promovată de către Gr. Antipa, fost elev şi colaborator (asistent universitar) al lui Ernst Haeckel, la Jena, Gr. Iliescu (1934) , iar mai recent de către B. Stugren (1965, 1980, 1988), N. Botnariuc (1976) şi A. Vădineanu (1982). Ecologia terestră s-a afirmat cu deosebire prin lucrările academicianului Al. Borza de la Cluj.

1.3.

Ecologia ca ştiinţă

Ecologia ca ştiinţă a interacţiunii organismelor cu mediul lor geografic studiază numai un sector restrâns al mediului înconjurător şi anume, cel al interacţiunilor din cadrul lumii vii , care la nivelul planetei alcătuieşte biosfera. Lumea vie, la scara planetei Pământ are o arhitectură complexă, cu numeroase niveluri de organizare şi integrare. Nivelul fundamental de organizare a lumii vii este reprezentat de individul organic, adică de organismul individual. Ecologia ca ştiinţă nu studiază în mod special organizarea individului şi nici nivelurile sale inferioare: organe, ţesuturi, celule, molecule, etc., ci nivelurile ei superioare de organizare: populaţii, biocenoze, biosferă (sisteme biologice ale planetei: ecosisteme). 11

12 Ecologia populaţiilor este acea parte a ecologiei care studiază raporturile dintre populaţiile de microorganisme, plante şi animale, cu mediul înconjurător. Populaţia, ca nivel supraindividual de organizare este o colectivitate de organisme din aceeaşi specie ce ocupă un fragment bine definit al mediului numit biotop (de la grecescul „bios = viaţă şi „topos” = loc). Totalitatea arborilor din aceeaşi specie (de ex.: molid, brad, fag, stejar, etc.) dintr-un arboret alcătuiesc populaţia. Ecologia biocenozelor este acea parte a ecologiei care studiază comunităţile sau colectivităţile de populaţii, cunoscute sub numele de „biocenoze” (de la grecescul „bios” = viaţă şi „koinoein” = în comun).

Raporturile ecologiei cu alte ştiinţe Tabelul 1 Strâns legată de ştiinţele: Care studiază viaţa: ♦ Botanica ♦ Zoologia ♦ Fiziologia ♦ Genetica Care studiază componente ale mediului: ♦ Geografia fizică ♦ Geologia ♦ Pedologia ♦ Hidrologia ♦ Climatologia ♦ Meteorologia

12

Bază pentru ştiinţele aplicative: ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

Agricultura Zootehnia Silvicultura Piscicultura Urbanistica Amenajarea teritoriului Protecţia mediului Etc.

Biocenoza

este

o

comunitate

de

plante,

animale

şi

microorganisme care ocupă un biotop, exploatează resursele sale şi transformă condiţiile de existenţă din biotop. De exemplu, în cazul pădurii, totalitatea populaţiilor de arbori, arbuşti, plante erbacee, microorganisme alcătuiesc biocenoza forestieră, care la rândul ei poate fi subdivizată în fitocenoză – totalitatea populaţiilor de plante, zoocenoză -

totalitatea populaţiilor de animale şi microcenoză –

totalitatea populaţiilor de microorganisme. Ecologia ecosistemelor este o biologie a acestor nivele de organizare a materiei vii. Ecologia ca ştiinţă este de fapt o biologie a ecosistemelor, aşa cum a definit-o Odum în 1971 şi Walter, în 1977. Ecologia biosferei (ecosferei) studiază biosfera în ansamblul său. Biosfera sau ecosfera (de la bios = viaţă şi sfaira = cerc, înveliş) este înţeleasă ca ansamblul ecosistemelor de pe planeta Pământ.

1.4. Originile şi evoluţia vieţii pe Pământ Evoluţia materiei în ecosferă cunoaşte următorele etape:  abiogenă – înainte de apariţia vieţii pe Terra;  biogenă – perioada în care în care se formează circuitele biogeochimice şi cea de a treia,  antropogenă – care începe odată cu apariţia omului şi aduce schimbări importante în evoluţia materiei. 1.4.1. Perioada abiogenă

13

14 A început cu 4,6 miliarde de ani în urmă, odată cu formarea planetei Terra. Pământul, ca planetă a sistemului solar a luat fiinţă dintr-un imens nor de materie interstelară format din gaze şi pulberi cosmice. In compoziţia acestui nor se estimează că intrau: cca. 60% H 2, 30% He, 1-2% O2, C, N, elemente grele – sub 1%, gaze nobile, NH 3, CH4, H2O, S, Si, Mg, Fe, etc. Pământul s-a format în zona centrală a norului planetar şi a incorporat cu prioritate compuşi chimici cu punct de fuziune ridicat: Si. Mg, Fe, S şi alte elemente grele. Elementele uşoare, gazoase se îndepărtau spre periferia norului. Compuşii de cu C, N, O, H (CH 4, NH3, H2O) se reţineau prin combinaţiile lor cu elementele chimice incorporate

iniţial.

Prin

încălzire

gravitaţională,

Pământul

se

structurează într-un nucleu central, o manta şi scoarţă. Formarea atmosferei şi a hidrosferei sunt două etape de mare importanţă în evoluţia planetei Pământ. Atmosfera se pare că s-a format prin degazeificarea magmei în procesul de răcire şi cristalizare, etapă care marchează trecerea Pământului de la faza cosmică la faza evoluţiei geologice. Oceanul planetar – hidrosfera s-a format după consolidarea scoarţei terestre şi scăderea temperaturii sub 1000C. Sursa principală de energie pentru desfăşurarea proceselor de sinteză chimică era radiaţia solară (cca. 260.000 cal / cm 2/an) la care se

mai

adăuga energia

provenită

din

descărcările

electrice,

radioactivitate, energia geotectonică, energia gravitaţională, etc. Procesul de apariţie a vieţii a debutat cu formarea compuşilor organici (hidraţi de carbon, aldehide, aminoacizi, etc.), din atmosfera

14

primară, pornindu-se de la substanţe simple ca: CH 4, NH3, H2O, sub influenţa descărcărilor electrice şi a radiaţiilor ultraviolete. 1.4.2. Perioada biogenă Incepe odată cu apariţia vieţii şi a proceselor metabolice (anabolism şi catabolism) caracteristice organismelor vii, care au marcat începutul circuitului biogeochimic al materiei, alături de cel geochimic. Noul circuit biologic se dezvoltă pe baza circuitului geochimic, aflându-se într-o strânsă întrepătrundere cu acesta, dând naştere circuitului biogeochimic. In faza circuitului geologic, energia solară era utilizată pentru dislocarea şi deplasarea substanţelor din scoarţa terestră. Şi în prezent, cca. jumătate din totalul energiei radiante primite de Pământ este folosită pentru evaporarea apei care pune în mişcare marele circuit hidrologic. Viaţa apărută pe Pământ stochează energia solară sub formă de materie organică, mărind în felul acesta eficienţa utilizării energiei. Metabolismul, fiind un proces selectiv a produs modificări importante în vitezele de circulaţie ale diferitelor elemente şi compuşi, influenţând astfel evoluţia circuitului planetar al materiei şi, implicit, evoluţia vieţii. Primele organisme apărute se hrăneau cu substanţe organice formate pe cale abiogenă, dizolvate în apă şi ferite de razele ultraviolete. Ne existând procese de descompunere biologică, circuitul materiei

în

natură

era

linear.

Apariţia

primelor

organisme

fotosintetizante (în urmă cu cca. 3,35 miliarde de ani) şi acumularea oxigenului în apă şi în aer (în urmă cu cca. 2,35 miliarde de ani) a determinat schimbări şi adaptări în evoluţia organismelor. Produşii

15

16 catabolismului unor organisme au devenit sursă de hrană şi energie pentru alte organisme, deci procesul liniar al transferului unor substanţe, cu acumulări de deşeuri a devenit ciclic. Bioxidul

de

carbon,

unul

din

principalele

deşeuri

ale

organismelor a devenit hrană pentru organismele fotosintetizante, iar oxigenul produs de acestea a început să fie utilizat în procesul respiraţiei. Apariţia respiraţiei, alături de fotosinteză a dus la schimbări radicale în circuitul carbonului şi oxigenului. Oxigenul acumulat la început în apă a trecut treptat în atmosferă, de unde alături de cel rezultat din fotosinteză era consumat în procese de oxidare a numeroşi compuşi minerali reduşi, modificând astfel şi circuitul lor, care din geochimic a devenit biogeochimic. Creşterea cantităţii de oxigen din atmosferă a contribuit la formarea ecranului de ozon , care are capacitatea de a absorbi radiaţiile

ultraviolete,

permiţând

dezvoltarea

organismelor

vii,

diversificarea formelor de viaţă, a proceselor metabolice şi deci a circuitului de substanţe. Diversificarea formelor de viaţă şi creşterea continuă a biomasei totale a contribuit la schimbări ale condiţiilor de mediu, care la rândul lor au deschis noi căi de evoluţie a vieţii. Mediul abiotic a suferit la rândul său transformări ca urmare a activităţii organismelor vii. Atmosfera, de exemplu, cu compoziţia ei actuală este rezultatul activităţii organismelor fotosintetizante care au contribuit la creşterea conţinutului de oxigen şi scăderea celui de bioxid de carbon. 1.4.3. Perioada antropogenă

16

Apariţia omului şi dezvoltarea societăţii umane este considerat începutul perioadei antropogene. Omul, prin activitatea sa introduce în circuitul ecosferei combustibilii solizi (cărbuni, petrol, gaze naturale), aducând schimbări importante în circuitul carbonului şi oxigenului. Utilizarea energiei solare stocate în lemn şi alte ţesuturi vegetale a dus la defrişări masive de-a lungul timpului, cu consecinţe dezastruoase asupra circuitului carbonului şi asupra climei pe glob. Intensificarea de către om a fluxului de energie din atmosferă, prin utilizarea in activităţile sale a unor forme tot mai diverse de energie: hidraulică, eoliană, geotermică, nucleară modifică profund circuitul global al materiei, prin punerea în mişcare a unei cantităţi imense de materie. Extinderea culturilor agricole, a exploatărilor forestiere, a vânatului şi pescuitului, a industriei hidroenergetice (prin captarea şi schimbarea cursului apelor curgătoare), determină schimbări majore ale căilor şi vitezei de circulaţie a tuturor elementelor biogene şi a altor elemente. Arderile industriale modifică circulaţia carbonului, azotului şi sulfului. Utilizarea îngrăşămintelor chimice şi a pesticidelor dereglează circulaţia azotului, fosforului, potasiului, carbonului calciului, etc. atât direct, cât şi indirect prin distrugerea circuitului normal de reciclare a acestor elemente. Activitatea industrială introduce in circuit elemente care în fazele anterioare aveau un rol neglijabil, cum sunt metalele: fier, aluminiu, cupru, zinc, sodiu, mercur, etc. O caracteristică a activităţii umane, dăunătoare circuitului natural al elementelor este tendinţa de linearizare, care conduce la acumulări de deşeuri a căror reciclare devine tot mai anevoioasă.

17

18

18

Capitolul 2. ECOSFERA 2.1. Definiţie. Alcătuire. Ecosfera a fost definită pentru prima dată de către Commoner (1972) ca totalitatea ecosistemelor de pe Pământ, fiind cel mai larg sistem de organizare a materiei vii de pe planeta noastră. Noţiunea include atât biosfera – sistemul cel mai larg de organizare a materiei vii, cât şi domeniul ei de existenţă, in care intră: scoarţa de dezagregare, toată hidrosfera şi o mare parte din atmosfera terestră (vezi tab.3). Ecosfera are ca unităţile funcţionale elementare ecosistemele.

2.2. Structura fundamentală a ecosferei Ecosfera se compune din două categorii de sisteme materiale:  sisteme anorganice (nevii);  sisteme biologice (vii) Sistemele

anorganice

(nevii)

ale

ecosferei

sunt:

rocile

(aparţinând litosferei), apa (aparţinând hidrosferei), aerul (aparţinând atmosferei) şi energia radiantă (componentă de origine cosmică). Sistemele biologice (vii) ale ecosferei sunt cele care alcătuiesc biosfera propriu-zisă :  virusuri – sisteme biologice cu structuri necelulare,  bacteriile - sisteme biologice celulare primitive,  ciupercile - plante inferioare heterotrofe,  plantele verzi, fotositetizante şi

20  animalele,

consumatoare de substanţă organică

primară. Tabelul 3 ECOSFERA ♦ Sistem biogeochimic , integrat în structura Terrei Definiţie:

şi în sistemul solar; ♦ Sistem integral, heterogen, format prin transformarea şi evoluţia substanţei şi energiei, la nivelul planetei Pământ. ♦ prin interacţiunea dintre materia din scoarţa

Formare:

terestră şi Cosmos, realizată prin: asimilare de energie din Cosmos; - acceptare de materie din Cosmos; - informaţie - ca factor de ordonare a haosului

Limite:

molecular. Superioară: • La 10 km deasupra nivelului mării (nivelul „0”) Inferioară: • în oceane: – 11 km; • în solurile continentale: cca. - 4 km.

Alcătuire: Sisteme anorganice:

Sisteme organice: 

Virusuri – necelulare;

Roci: Litosferă;



Bacterii – celule primitive;

Apă: Hidrosferă;



Ciuperci – plante inferioare;

Energie radiantă: din Cosmos



Plante verzi – fotosintetizatoare;



Animale – consumatori de materie organică primitivă.

20

Limita superioară a ecosferei coincide cu limita superioară a troposferei, aflată la cca. 10 – 12 km deasupra nivelului mării, iar limita inferioară este la 11 km în oceane şi cca. 4 km sub nivelul mării, în soclurile continentale. Solul este considerat un component al ecosferei, de origine mixtă, produs al interacţiunii dintre componentele sale de origine organică şi anorganică. Densitatea substanţei vii descreşte de la ecuator la poli, de la nivelul mării spre înălţimile munţilor şi spre abisurile oceanelor, de la nivelul solului spre adâncimile lui. Ecosfera este un sistem biogeochimic, care a rezultat ca urmare a interacţiunii materiei din scoarţa terestră cu cosmosul. Această interacţiune a constat pe de o parte din asimilarea energiei cosmice, iar pe de altă parte prin acceptarea materiei cosmice provenită din căderea asteroizilor.

2.3. Structura materială a ecosferei După N. Botnariuc, ecosfera este un sistem heterogen, format din 7 tipuri de materie [1]:  materia vie - organismele individuale, ca sisteme biologice fundamentale, cu funcţii biogeochimice, reprezentând cca. 0,001% din masa scoarţei terestre, compusă din: o

fitomasă şi

o zoomasă (cca. 2429x109 t);  materie organică moartă (necromasa) – netransformată încă de către descompunători (bacterii), estimată la cca. 11 060x10 9t,

21

22 sub formă de : humus, geopolimeri şi unele roci biogene (petrol, cărbuni);  materia inertă – concentrată în cele trei geosfere: litosferă, hidrosferă, atmosferă;  materia bioinertă – sisteme bioinerte formate din amestec de materie vie şi materie moartă (sol, mâl, scoarţă de eroziune, ape freatice, etc.);  materia radioactivă – fondul natural şi artificial de izotopi radioactivi din ecosferă;  atomi liberi – ce apar în scoarţa terestră, sub formă de zăcăminte de metale native (în stare pură);  pulberea cosmică – ce cade din cosmos (în cantitate anuală de cca. 1,1x104t).



Materia vie se compune din atomi ai aceloraşi elemente

chimice ce formează scoarţa terestră, formând sisteme vii (biomasă), numite „sisteme de oxigen”, formate predominant din oxigen, carbon, hidrogen şi azot (98 %), restul de 2% fiind ocupat de microelemente. Materia vie se compune din organisme individuale care sunt sisteme

biologice

fundamentale

,

îndeplinind

anumite

funcţii

biogeochimice. Cantitatea de materie vie din ecosferă formează biomasa, estimată cantitativ la cca. 2429 x 109 tone. Biomasa reprezintă numai 0,001% din masa scoarţei terestre şi se compune din fitomasă şi zoomasă. Materia vie este alcătuită din atomi ai aceloraşi elemente chimice ca şi scoarţa terestră. Sistemele vii sunt sisteme de oxigen, formate din oxigen şi macroelemente pe bază de carbon, hidrogen şi azot. Macroelementele biogene formează 98% din biomasă, restul 22

revenind microelementelor. Materia vie este alcătuită din anumiţi izotopi ai elementelor chimice: carbon, oxigen, hidrogen şi azot. Organismele vii au capacitatea de a acumula selectiv anumiţi izotopi, concentrând de regulă izotopii uşori.  Materia organică moartă, sau necromasa se află în ecosferă datorită incapacităţii bacteriilor de a o descompune în ritmul în care este produsă materia vie, fiind estimată la cca. 11.060 x 109 t, în cantitate mai mare decât biomasa totală. Din materia organică moartă a rezultat humusul, geopolimerii şi unele roci biogene ca petrolul şi cărbunii.

Materia inertă este

concentrată în cele trei geosfere: litosfera, atmosfera şi hidrosfera. Litosfera este substratul chimic al vieţii, rezervorul de materie din care se alimentează procesele biochimice. Hidrosfera este alcătuită din totalitatea apei planetei, sub toate formele de agregare şi are ca funcţie vehicularea atomilor hidrogen şi de oxigen de la o regiune la alta, de la un biotop la altul. Atmosfera, prin pătura sa inferioară – troposfera – este un sistem de oxigen şi azot care face posibilă viaţa organismelor aerobe.  Materia bioinertă este concentrată în special în sol, scoarţa de eroziune, ape freatice, etc., care sunt sisteme bioinerte alcătuite dintr-un amestec de materie moartă şi materie vie. 

Materia radioactivă este reprezentată de fondul natural şi

artificial de izotopi radioactivi din ecosferă. 

Atomii liberi dispersaţi sunt cei care apar în scoarţa

terestră, sub formă de zăcăminte de metale native (în stare pură). 

Pulberea cosmică ce cade în decursul unui an la nivelul

globului terestru se ridică la cca. 1,1 x 104 t.

23

24 În ultima jumătate de secol a apărut în ecosferă un nou tip de materie organică, produs al industriei chimice: pesticidele - substanţe policiclice, organo-clorurate care perturbă procesele fizico- chimice şi biochimice din ecosferă.

2.4. Structura funcţională a ecosferei Funcţionarea ecosferei este asigurată prin: o nevoia de hrană a organismelor vii, care se asigură prin „lanţul trofic” (tab.4); o principalele cicluri biogeochimice. Tabelul 4 Procese fundamentale de transformare a materiei

Categorii trofice (lanţul trofic) 1. Producători primari – plante autotrofe; 2. Consumatori primari – fitofage (animale ierbivore); 3. Consumatori secundari – organisme animale carnivore, ce se hrănesc cu ierbivore; 4. Descompunători (bacterii, ciuperci) – organisme ce se hrănesc cu materie organică moartă, pe care o descompun în elementele componente – materie minerală.

24

 Sinteza materiei organice primare: - organismele vegetale transformă sărurile minerale (din sol)+ O2/ CO2 (din aer) + energie (solară), prin fotosinteză în masă vegetală (materie organică primară); Procese de ingestie: consumarea materiei organice primare de către ierbivore şi carnivore (consumatori primari, secundari şi terţiari);



–

 Procese de mineralizare – descompunerea materiilor organice, în elementele minerale componente şi închiderea circuitului materiei.

Fiind

un

sistem

integral,

sistemele

sale

componente

interacţionează, iar ecosfera, la rândul ei interacţionează cu celelalte geosfere terestre: atmosfera, hidrosfera şi litosfera. Toate aceste interacţiuni constau în circulaţia materiei şi energiei, având ca rezultat evoluţia materiei şi a diferitelor forme de energie.

CO2

Fotosinteză

Materie organică

Vegetale

Ierbivore

Respiraţie

Săruri minerale

O2

Carnivore

Descompunători

Fig. 1 Circuitul materiei şi energiei în ecosferă, după R. Barbault (1990); Componenţii biosferei – dreptunghiuri; componenţii mediului - cercuri; fluxuri de energie – linie întreruptă; fluxuri de substanţe minerale – linie simplă continuă; fluxuri de substanţe organice – linie dublă continuă; Radiaţia solară este sursa de energie care favorizează circuitul materiei pe Pământ.

25

26

2.5. Circuitul principalelor elemente materiale în ecosferă 2.5.1. Circuitul carbonului Carbonul este un element deosebit de important din punct de vedere ecologic deoarece: intră în structura tuturor moleculelor organice şi are un rol energetic foarte important prin reactivitatea lui mare. Combustibilii fosili, principala sursă de energie pentru nevoile omului până în prezent sunt compuşi ai carbonului. Bioxidul de carbon din atmosferă are rolul de ecran care opreşte radiaţia termică, infraroşie, determinând aşa-numitul „efect de seră”, cu consecinţe dăunătoare asupra climatului planetei. CO2-ul din atmosferă este transformat în procesul de fotosinteză al plantelor (asimilaţie clorofiliană) în compuşi organici (lipide, glucide parţiale), care apoi servesc ca hrană pentru animale. De la acestea, prin procesele de respiraţie, fermentaţie şi arderi se întoarce în atmosferă, închizând circuitul pe parcursul căruia concentraţia sa este relativ constantă. La menţinerea constantă a cantităţii de CO2 din atmosferă contribuie atât consumatorii cât şi descompunătorii care elimină CO2 şi apă. Sistemul sol – plante – atmosferă are capacitatea de atenuare a influenţelor produse de către activităţile omului, prin arderi industriale. Astfel, tendinţa de creştere a concentraţiei CO2 în atmosferă este reglată prin procesul de conexiune inversă negativă, prin creşterea cantităţii de CO2 consumată în procesul de fotosinteză a

26

plantelor şi prin creşterea cantităţii de CO2 dizolvat în apă. De aici CO2-ul se combină cu carbonaţii şi formează bicarbonaţi care se depun în sol sub formă de sedimente. O altă cale de scoatere a carbonului din circuit este depunerea lui sub formă de combustibili fosili. 2.5.2. Circuitul azotului în ecosferă Azotul este un component esenţial al substanţelor proteice, aminoacizilor, acizilor nucleici, etc., al cărui circuit biogeochimic este cel mai complicat. In atmosferă azotul ocupă 78% din volum, reprezentând 80% din totalul existent pe Pământ. Restul de 20% se află în humus, în biomasa organismelor vii şi în sedimente de origine animală sau minerală. După N. Botnariuc şi A. Văideanu (1982), circuitul azotului se poate împărţi în două sub-cicluri: primul care cuprinde fixarea azotului atmosferic şi astfel întră în circuit, urmată de denitrificare, prin care o parte a azotului fixat iniţial se întoarce în atmosferă; al doilea subcircuit constă în mineralizarea compuşilor organici cu azot şi biosinteza compuşilor organici azotaţi. In viaţa ecosistemelor terestre, azotul atmosferic este fixat în principal prin intermediul unor bacterii care trăiesc în rădăcinile leguminoaselor. Utilizarea îngrăşămintelor azotoase în cultura plantelor este o cale de mărire a cantităţii de azot intrat în circuitul biogeochimic. Eliberarea azotului din biocompuşi este determinată tot de bacterii, aerobe sau anaerobe. O parte din azotul eliberat se degajă în atmosferă sub formă de NH3 sau N molecular, iar o parte, sub formă de azotaţi (nitraţi) poate fi utilizată din nou de către plante.

27

28 Faza a doua a sub-ciclului constă în utilizarea, de către plante, a azotului din azotaţi pentru sinteza substanţelor organice azotoase. Bilanţul general al azotului în biosferă este pozitiv, întrucât, cu unele excepţii, cum ar fi unele scurgeri de azot din circuit, prin denitrificare şi depozitarea unei părţi din substanţa organică

mult

azotoasă în sedimente şi scoaterea ei din circuit, se fixează mai mult azot decât se pierde. Omul intervine substanţial în circuitul azotului în biosferă prin extinderea culturii plantelor leguminoase şi în acest sens, prin creşterea cantităţii de îngrăşăminte azotoase utilizate, precum şi prin realizarea dirijată a simbiozei dintre unele plante de cultură şi bacterii fixatoare de azot. 2.5.3. Circuitul fosforului în ecosferă Fosforul este elementul chimic care intră în compoziţia acizilor nucleici şi joacă rolul de stocare şi transmitere a informaţiei genetice. El intră de asemenea în compoziţia fosfoproteinelor, fosfolipidelor şi a scheletului vertebratelor, sub formă de fosfat de calciu, iar în seminţele plantelor se află sub formă de fitină. Fosforul joacă un rol esenţial în procesele metabolice, în fotosinteză şi în procesele de transfer energetic, atât la plante cît şi la animale. Sursa principală de fosfor o constituie rocile fosfatice ca: apatita, fosforitele, depozitele de guano, oasele scheletelor de animale, etc. Circuitul fosforului în natură este legat de circuitul apei, deoarece acest element nu are compuşi gazoşi. Din rocile eruptive şi sedimentare, prin dezagregare şi alterare chimică fosforul este preluat de apele de precipitaţii, ajunge în râuri, mări, oceane şi se depune în rocile sedimentare continentale sau marine. Pe acest circuit geochimic se grefează circuitele biologice.

28

O parte din fosfor este preluat de plante, apoi prin acestea trece la animale, de unde, prin activitatea descompunătorilor: bacterii, ciuperci este eliberat, reintrând în circuit sau depozitându-se sub formă de compuşi insolubili. Aceste pierderi ar limita producţia vegetală dacă nu ar fi compensate prin utilizarea de către om a îngrăşămintelor fosfatice. Omul introduce anual 5-6 milioane tone de P mineral sub formă de îngrăşăminte fosfatice, la care se adaugă fosforul din detergenţi, deşeuri organice, etc. Acestea ajung în unele ape stătătoare (lacuri) unde, alături de azot determină dezvoltarea explozivă a algelor, dereglând echilibrul biocenozelor acvatice respective. 2.5.4. Circuitul calciului în ecosferă Calciu are un rol important în realizarea structurilor de susţinere ale vertebratelor şi în creşterea unor vegetale. Circuitul calciului este tipic sedimentar, asemănător cu al fosforului, urmând, în general circuitul apei. Calciu se găseşte în cantităţi imense în scoarţa terestră, sub formă de calcit, aragonit, ghips, cretă, carbonaţi şi este prezent şi în apele naturale sub formă de carbonaţi şi bicarbonaţi solubili. Carbonaţii de calciu sunt în general dizolvaţi de apele de precipitaţii de unde sunt transportaţi în lacuri, râuri, mări şi oceane. Vegetaţia preia o cantitate mare de calciu din sol şi o depozitează în ţesuturi, mai ales cele perene. De aici o parte este redată solului prin litieră. In zonele de stepă şi silvostepă, cu precipitaţii mai reduse se produce o acumulare a calciului în sol. In mediul acvatic, circuitul calciului depinde de raportul dintre carbonaţi şi bicarbonaţi. CaCO3 + H2CO3 ↔ Ca(HCO3)2

29

30 In cazul unor ape cu pH acid (< 7), datorită unor concentraţii mari de CO2 în apă şi în condiţiile unor temperaturi mai scăzute, echilibrul reacţiei se deplasează către dreapta. In caz contrar, la concentraţii mici de CO2 (pH mare), acesta fiind consumat de către fitoplancton în procesul de fotosinteză şi în prezenţa unor temperaturi ridicate, reacţia se deplasează către stânga. Reintrarea în circuit a calciului depus în apele oceanelor sub formă de carbonaţi insolubili se face lent, prin procese de orogeneză. 2.5.5. Circuitul sulfului în ecosferă Sulful intră în structura materiei vii în anumiţi aminoacizi, vitamine, etc. În exces, devine toxic pentru animale şi plante. Circuitul acestui element se face între cele două rezervoare: litosfera, unde se găseşte în compoziţia unor minerale (sulfuri, sulfaţi), a combustibililor fosili (cărbuni, petrol), cât şi în detritusul organic şi atmosfera, unde apare sub formă de SO2 gazos, de provenienţă industrială, din arderea combustibililor fosili, din erupţii vulcanice şi unele procese biologice. SO2-ul din aer se combină cu apa şi formează acid sulfuric, cade pe pământ sub forma ploilor acide, iar de aici, în prezenţa cationilor se poate transforma în sulfaţi. Sub acţiunea factorilor biologici, sulfaţii solubili sunt absorbiţi de plante şi incorporaţi în aminoacizi şi alte substanţe proteice. Din plante, sulful ajunge în organismul animalelor, cu hrana (lanţul trofic). Prin moartea plantelor şi animalelor, sulful din masa organică se transformă în sulfuri şi apoi în sulf elementar. Urmează transformarea în sulfaţi, prin intermediul bacteriilor sulfo-oxidante, care pot fi absorbiţi de plante sau spălaţi se ape. În unele ecosisteme acvatice, formarea H2S duce la blocarea dezvoltării vieţii.

30

Influenţa omului asupra circuitului sulfului în ecosferă este evidentă. Astfel, din totalul intrărilor de sulf din atmosferă, de 550 x 106 t, 150 x 106 t sunt sub formă de SC2 şi H2S – rezultate din arderile industriale, la care se mai adaugă sulful provenit din industria chimică, minerit, descompunerea anaerobă a substanţelor organice din lacuri, etc. 2.5.6. Circuitul apei în ecosferă Apa

este

elementul

esenţial,

indispensabil

vieţii.

Este

constituentul major al materiei vii, unde poate reprezenta cca. 80 – 90 % din greutatea organismelor vii. Se găseşte în atmosferă, hidrosferă şi litosferă sub toate cele trei stări de agregare: lichidă, solidă şi gazoasă. Apele ce formează hidrosfera acoperă peste ¾ din suprafaţa Pământului ( cca. 363 x 106 km2 din totalul de 510 x 106 km2 ). Oceanele conţin 97 % din cantitatea de apă din ecosferă. Circuitul apei are la bază cantitatea de vapori din atmosferă, provenită din evaporarea apei din mări şi oceane (hidrosferă). Aceasta revin la sol, prin răcire şi condensare, sub formă de precipitaţii. La nivelul solului, apa se scurge la suprafaţă sau se infiltrează în sol, se evaporă sau este absorbită de către plante şi apoi este eliminară prin transpiraţie. Un hectar de pădure evaporă prin transpiraţie cca. 20 –30 t apă pe zi.

31

2.6. Factorii ecologici Elementele

componente

ale

ecosferei,

organice

sau

anorganice joacă rolul de factori ecologici, în raport cu organismele sau comunităţile de organisme ale biosferei. Factorii ecologici acţionează asupra organismelor vii fie prin eliminarea unor specii din teritorii unde exigenţele lor ecologice nu sunt satisfăcute, fie influenţând densitatea populaţiilor, fie prin favorizarea apariţiei unor modificări cantitative sau calitative de adaptare. In raport cu natura componentelor ecosferei, factorii ecologici se clasifică în trei mari grupe(vezi tab. 5): o abiotici (orografici, climatici, edafici); o biotici (vegetali, animali); o antropici (societatea umană). Clasificarea factorilor ecologici Tabelul 5 Factori abiotici -Factorii ografici:

Factori biotici Vegetali:

-societatea umană - flora;

- roci - forme de relief

Animali: - fauna;

- Factori climatici: - clima căldură, vânt – Factori edafici: troficitate,

Factori antropici

umiditate, căldură, aerisire. Acţiunea factorilor ecologici asupra biosferei (fig.2) este definită de legea acţiunii combinate, conform căreia,

factorii ecologici

acţionează simultan şi combinat, printr-o rezultantă comună. De fiecare dată însă, din ansamblul tuturor factorilor ecologici, unul devine determinant, având o influenţă preponderentă asupra speciilor şi biocenozei în ansamblu. Spre exemplu, în deşerturi şi stepe, factorul limitativ este apa, pe când în zonele boreale şi polare, căldura.

Temperatură, umiditate

Habitat

FAUNĂ Temperatură, umiditate Transpiraţie

Habitat

FLORĂ

Nutriţie minerală Pedogeneză

Evaporare

CLIMAT

Precipitaţii

SOL

Fig. 2 Relaţia dintre organismele vii şi componentele mediului – ca factori ecologici

33

34 O rezultantă a acţiunii factorilor ecologici climatici este chiar clima (condiţionată de factorii climatici: căldură, precipitaţii, regimul eolian).

Capitolul 3. ECOSISTEMUL 3.1 Definiţie şi structură Ecosistemul este o subdiviziune a ecosferei cu autonomie faţă de sistemele vecine, ce integrează, la nivel local, într-un tot unitar viaţa şi mediul ei. Ecosistemul este unitatea funcţională de transformare a substanţei şi energiei, dintr-un fragment dat al ecosferei. Un ecosistem este un sistem alcătuit din două subsisteme principale (tab.6) : o biocenoza (ansamblul organismelor vii, plante şi animale), o biotopul (componentele anorganioce), legate indisolubil. Biotopul determină structura ecosistemului, exercitând o selecţie a speciilor pe care le integrează. Natura şi întinderea ecosistemelor este variabilă. Limita dintre ecosisteme poate fi netă (ex.: limita dintre o pajişte şi o pădure) , sau poate fi treptată, prin intermediul unei zone de tranziţie, numite ecoton. Tabelul 6 ECOSISTEM BIOCENOZĂ Totalitatea organismelor vii de plante şi animale dintr-un 34

BIOTOP Componenţii anorganici ai ecosistemului: mediul fizic al biocenozei. Factori ecologici de natură:

♦ ♦ ♦ ♦

ecosistem.

geologică, geomorfologică (orografică), climatică, edafică.

3.2. Funcţiile ecosistemului Ecosistemul se caracterizează prin trei funcţii principale, ce rezultă

din

interacţiunea

între

componentele

sale

principale:

biocenoza şi biotopul: 3.2.1. Funcţia energetică, constând în captarea energiei solare, de către producătorii primari, prelucrarea ei în procesul de fotosinteză, apoi transferul către consumatori, sub formă de materie organică. Ecosistemele pot fi considerate centrale energetice care efectuează un lucru mecanic în biosferă, pe baza schimbului de energie cu mediul. Funcţia energetică a ecosistemului se desfăşoară conform principiilor termodinamicii:  principiul conservării energiei: intrările de energie sunt egale cu ieşirile;  principiul degradării energiei, conform căruia, îm orice proces energetic, o parte din energie se degradează şi se pierde sub formă de căldură; de aceea eficienţa energetică a ecosistemelor este mai mică decât 100%. Urmare acestui fenomen, ecosistemele tind să crească intrările de energie şi eficienţa lor energetică. In ecosistemele naturale, sursele de energie principale sunt: 

energia electromagnetică a radiaţiei solare;



energia chimică a diferitelor substanţe.

35

36 Energia primită de la soare este de cca. 1,94 cal/m2/min şi se compune din 10% radiaţii ultraviolete (l= 0,1÷0,4 µm); 45% radiaţii vizibile (l= 0,4÷0,7 µm) şi 45% radiaţii infraroşii (l= 0,7÷10µ m). Radiaţiile vizibile (albastră şi roşie) au rol esenţial în procesul de fotosinteză. Cantitatea de energie primită de la soare depinde de următorii factori: zona geografică; expunerea solară a locului; nebulozitatea atmosferică. Energia asimilată de către plantele verzi – producătorii primari de biomasă, prin procesul de fotosinteză se numeşte producţia primară brută de energie şi se utilizează astfel: o

energie

folosită

de

plantă

pentru:

sinteze

organice, în procesele metabolice proprii; pentru mişcare, etc., exteriorizate prin respiraţie; o

energie acumulată sub formă de substanţă

organică în ţesuturile şi celulele plantelor verzi, denumită producţie primară netă, din care: - o parte rămasă sub formă de biomasă a plantelor vii; - o parte este redată circuitului biogeochimic ( ex.: iarbă uscată ca hrană pentru ierbivore, etc.). Producţia secundară de energie a ecosistemului constă din energia acumulată în biomasa animalelor prin consumul de hrană, sub formă de plante verzi (producţie primară), din care: o

o

parte

se

consumă

pentru

desfăşurarea

proceselor metabolice, mişcare, producţie de căldură, ale consumatorilor secundari şi terţiari (ierbivore, carnivore), exteriorizată prin respiraţie; 36

o parte este stocată în legăturile chimice ale

o

substanţelor organice

ce

alcătuiesc

biomasa

proprie

(muşchi, sânge, etc.). Ca ordin de mărime, biomasa animală din mediul terestru reprezintă cca. 1% din biomasa vegetală şi este repartizată astfel: 90÷95% nevertebrate; 510% vertebrate. 3.2.2. Funcţia de circulaţie a materiei, între diferite nivele ale lanţului trofic se realizează prin hrană ( vezi fig. 1 şi tab.7). Tabelul 7 Circulaţia materiei în ecosisteme: prin lanţuri trofice La nivel molecular La nivel macroscopic ETAPE I. Producerea de materie organică prin fotosinteză; II. Transferul materiei organice în corpul organismelor heterotrofe (virusuri, bacterii, ciuperci) III. Descompunerea materiei organice în materie anorganică.

3.2.3. Funcţia de autoreglare a stării ecosistemului se reglează prin autocontrol, pentru a avea stabilitate în structura şi funcţionarea supravieţuirea

lor.

Stabilitatea

ecosistemului

numerică

deoarece

este

energia

vitală şi

hrana

pentru sunt

disponibile în cantităţi limitate. Funcţia de autoreglare realizează o stare de echilibru între populaţiile componente ale ecosistemului, prin diferenţieri funcţionale

37

38 între specii, astfel încât să nu se producă explozii numerice ale indivizilor unor populaţii, care să conducă la epuizarea resurselor de hrană. In consecinţă, relaţiile trofice din cadrul ecosistemului reprezintă principalul mecanism de autocontrol şi de asigurare a stabilităţii. Stabilitatea unei biocenoze creşte cu creşterea complexităţii sale. Intr-o biocenoză complexă fiecare specie este supusă unui control multiplu. In acest sens, există numeroase nişe ecologice, restrânse ca întindere, în aşa fel încât dispariţia unui component să nu afecteze sensibil ecosistemul. In biocenoze nu există explozii ale populaţiilor de dăunători.

3.3. Clasificarea ecosistemelor După cum s-a arătat, ecologia este ştiinţa care studiază viaţa la nivel supraindividual, organizată în ecosisteme. După mărime, ecosistemele se clasifică în următoarele tipuri: 3.3.1. Populaţii , formate din grupuri de indivizi ai aceleiaşi specii, ce ocupă un biotop, având ca principalele caracteristici existenţa unui fond genetic propriu şi posibilitatea de a se reproduce; 3.3.2. Comunităţi, reprezentând biocenoze restrânse în timp şi spaţiu, alcătuite din mai multe populaţii (Ex.: o pădure, o mlaştină, etc.); 3.3.3. Biomuri sunt marile biocenoze terestre, constituite din grupări ecologice formate în raport cu un anumit mediu ambiant. Biomurile se întind pe o suprafaţă terestră relativ mare, aflându-se sub controlul microclimatului zonei respective.

38

Dintre componentele biocenozelor, fitocenoza este principalul criteriu de diferenţiere a ecosistemelor planetei. In acest sens, biomurile corespund următoarelor mari ecosisteme terestre , (vezi fig.3) : - Tundra – în regiunile polare; - Ecosistemele montane; - Pădurile (ecuatoriale, tropicale, subtropicale, temperate, de conifere, boreale); - Ecosistemele erbacee ( savane, stepe); - Deşerturile; - Comunităţile marine. 3.3.4. Comunităţi majoritare, cum sunt: - mediul terestru; - mediul de apă dulce; - mediul marin.

. 3 –

Repartiţia biomurilor în raport cu latitudinea şi cu altitudinea

3.4. Legile evoluţiei comunităţilor ecologice 39

40

Legile fundamentale ale menţinerii vieţii se referă la:  reciclarea materiei şi  economia de energie. In ceea ce priveşte reciclarea materiei, aceasta are loc continuu, între cele două componente ale ecosistemelor: biotop şi biocenoză, putând continua la infinit. Fluxul de energie este univoc, de la soare (principala sursă de energie pe Terra), prin vieţuitoarele ce populează biosfera. Activitatea vieţuitoarelor este dependentă de o sursă de energie, care pentru cele autotrofe energia solară directă, iar pentru cele heterotrofe sunt substanţele biochimice (ex.: glucidele), care sunt o formă indirectă a energiei solare. In conformitate cu principiul al II-lea al termodinamicii, randamentul transformării, de către celulele vii, a energiei primită de la soare este de cca. 80%, mult mai mare decât al celei mai performante maşini termice construite de om. In consecinţă, o parte din energia primită de ecosisteme se pierde, prin degradare, ne mai fiind capabilă să se transforme în lucru mecanic. Cantitatea de energie astfel pierdută se numeşte entropie (S). Conform aceluiaşi principiu al termodinamicii, toate sistemele evoluează într-o direcţie univocă şi tind spre o stare de echilibru, caracterizată printr-un maxim de entropie. Semnificaţia fizică a creşterii entropiei ecosistemelor este concretizată prin evoluţia acestora spre o organizare biologică din ce în ce mai mare. Economia de energie ecologică se exprimă prin economia metabolismului comunitar, având în vedere că după

40

procesul de fotosinteză a materiei organice, de către plantele verzi, urmează o serie de procese biochimice, din ce în ce mai complexe. Aceasta presupune ca plantele să nu putrezească, ci să fie consumate de către ierbivore, care la rândul lor să constituie hrană pentru carnivore, care, devenind materie organică nevie, după încetarea ciclului lor vital să fie transformate în substanţă minerală, de către microorganismele de descompunători. Schematizând legăturile alimentare dintre diferitele grupe de organisme se ajunge la lanţul trofic, în care, nutriţia organismelor situate la un nivel determinat depinde de cele situate în aval. Din legăturile trofice ale ecosistemelor rezultă că relaţiile energetice dintre elementele biotopului sunt univoce, în sensul: autotrofe – consumatoare – descompunătoare astfel încât schema scurgerii de energie în ecosistem corespunde întotdeauna unui model termodinamic deschis. Intre factorii abiotici (biotop) şi organismele vii (biocenoză) aparţinând unui ecosistem există o interacţiune continuă, însoţită de o circulaţie permanentă de materie, sub formă de substanţe minerale şi organice. Existenţa, în fiecare comunitate, a fiinţelor vii, al căror metabolism

este

complementar

(producători,

consumatori,

descompunători) permite reciclarea continuă a principalelor elemente indispensabile celulelor vii, prin intermediul lanţului trofic, în cadrul ciclurilor biogeochimice.

Aceste cicluri ale materiei, constând în

esenţă, în circulaţia alternativă a elementelor chimice între mediul anorganic şi cel organic conferă biosferei o putere de autoreglare considerabilă.

41

42

Partea a II a

42

Capitolul 4. FACTORI DE DEGRADARE A ECOSFEREI

4.1. Omul şi ecosfera Apariţia omului, ca specie a ecosferei terestre a avut loc la sfârşitul erei terţiare, acum circa 2 milioane de ani, prin desprinderea din regnul animal şi impunerea sa ca o componentă aparte a ecosferei. Prin activitatea sa conştientă sau inconştientă, omul transformă mediul geografic al Terrei (sol, vegetaţie, climat), contribuind în felul acesta la modificarea distribuţiei naturale a organismelor vegetale şi animale şi chiar la modificarea speciilor acestora. Intervenţiile omului asupra ecosferei au fost, de cele mai multe ori, perturbatoare sau distructive. Omul s-a dovedit a fi prima specie animală, a cărui impact asupra ecosferei constituie o sursă potenţială de dezechilibru, ce poate să compromită propria perenitate. Creşterea industrializarea,

demografică, alături

de

o

dezvoltarea

agriculturii

comportare

psihologică

intensive, nefastă,

caracterizată prin lăcomie şi vandalism exercită o acţiune distructivă crescândă asupra ecosferei, ducând spre ruinarea propriului habitat. Dorinţa omului de profit imediat sau pe termen scurt s-a materializat, în decursul istoriei, printr-o exploatare sălbatică a resurselor naturale, care, dacă va continua va determina o ruinare a ecosferei, cu toate consecinţele ce decurg, privind viitorul său ca specie.

43

44

Tabelul 8 OMUL ŞI ECOSFERA Omul :

Efecte perturbatoare asupra

– cel mai mare

biocenozelor:

–

dăunător cunoscut

- prin creşterea numerică semnificativă a

de pe planetă

populaţiei umane, în raport cu alte

unicul responsabil al

mamifere

degradării ecosferei.

- prin acţiunile sale

Apariţie:

-

La sfârşitul erei terţiare, de cca. 2 milioane de

conştiente

având ca urmare:

- inconştiente 

ani.

transformarea mediului geografic, ( sol, climat, vegetaţie)

 Evoluţia intelectuală progres tehnologic

modificarea speciilor de plante şi

animale Ruinarea propriului mediu periclitarea existenţei viitoare ca specie.

4.2. Impactul ecologic al dezvoltării societăţii umane 4.2.1. Dezvoltarea demografică Creşterea rapidă a densităţii populaţiei umane constituie un factor esenţial de degradare a ecosferei. Dacă la începutul paleoliticului, cu cca. 1 milion de ani în urmă, populaţia globului se cifra la numai 125 000 locuitori şi ocupa numai continentul african, la începutul erei industriale, în jurul anului 1 800, a tins aproape miliardul. La începutul erei atomice, în anul 1950 44

populaţia Terrei ajunsese la 2,4x109 locuitori, pentru ca 10 ani mai târziu să atingă 3 miliarde. In anul 1980, după numai 30 de ani, populaţia globului a ajuns la 5 miliarde de locuitori. Din aceste date rezultă că au fost necesari un milion de ani pentru ca populaţia Pământului să atingă 3 miliarde de locuitori şi numai 25 de ani pentru a se dubla numeric, ceea ce demonstrează că a avut loc o adevărată explozie demografică. Tabelul nr. – Creşterea numerică a populaţiei Terrei, până în 2025 (milioane) Ţara

1950

1992

2025

China India Statele Unite Indonezia Pakistan Brazilia Nigeria Bangladesh Rusia Iran Mexic Japonia

554,8 357,6 152,3 79,5 39,5 53,4 32,9 41,8 94,6 16,9 28,0 83,6

1.165,8 882,6 255,6 184,5 121,7 150,8 90,1 114,4 149,3 59,7 87,7 124,4

1.590,8 1.383,1 295,5 285,9 281,4 237,2 216,2 211,6 170,7 159,2 143,3 124,1

Rata de creştere 1950 - 2025 2,9 3,9 1,9 3,6 7,0 4,5 6,6 5,0 1,8 9,4 5,3 1,5

Tabelul nr. - Dinamica demografică între anii 1980 – 2100, conform ipotezelor: (1) –joasă, (2) – medie, (3)-înaltă ale ONU (The Determinants Consequences of Population Trends, New York 1973; UN Demographic Yearbook - pt.1976, 1982, 1987, 1990 şi Relever de defi demografique, FNUAP, New York - pt. 2000 şi 2005)

45

46 Nr. crt

Specificaţie

1980

2000

2025

2050

2100

1130 3290 4420 1131 3301 4432 1132 3308 4441

1233 4604 5837 1272 4847 6119 1304 5033 6337

1251 5917 7168 1402 8111 9515 1610 10018 11625

1194 4493 7687 1402 8111 9515 1610 10018 11625

1137 6387 7524 1421 8764 10185 1733 12466 14199

. 1.

2.

3.

Ţări industrializate Ţări în curs de dezvoltare Total Ţări industrializate Ţări în curs de dezvoltare Total Ţări industrializate Ţări în curs de dezvoltare Total

Tendinţa de suprapopulare apare vizibilă şi din creşterea densităţii locuitorilor pe km2. Dacă acum cca. 200 de ani exista, în medie, un locuitor pe km2, în anul 2 000 s-a ajuns la cca. 50 locuitori pe km2. Pe măsura creşterii numerice, populaţia s-a răspândit treptat pe cele cinci continente. Statisticile Organizaţiei Naţiunilor Unite arată că în anul 2 025 se va depăşi pragul de 8 miliarde de locuitori. Tabelul nr. - Dinamica creşterii demografice (Populoation Reference Bureau, Inc., Wshington, DC) Data 5000 î.c. 800 î.c. 200 î.c. 1200 d.c. 1700 d.c. 1900 d.c. 1965 d.c. 1990 d.c. 2020 d.c. (estimare)

46

Populaţia 50 milioane 100 milioane 200 milioane 400 milioane 800 milioane 1.600 milioane 3.200 milioane 5.300 milioane 8.230 milioane

Timp de dublare ? 4.200 ani 600 ani 1.400 ani 500 ani 200 ani 65 ani 38 ani 55 ani

Rata medie de creştere a populaţiei este de 0,6% în ţările dezvoltate şi de 2% în ţările în curs de dezvoltare. In timp ce, în majoritatea ţărilor dezvoltate populaţia este cvasi-staţionară, în ţările în curs de dezvoltare creşterea demografică continuă, pe seama creşterii natalităţii şi a scăderii mortalităţii. Consecinţele potenţiale ale exploziei demografice pentru ecosferă sunt greu de evaluat. Specialiştii în ecologie apreciază că evoluţia demografică actuală confirmă tezele lui Malthus, după care populaţia creşte în progresie geometrică, în timp ce resursele alimentare sporesc în progresie aritmetică. Chiar dacă această creştere numerică a populaţiei nu va determina catastrofe ca foame sau malnutriţie, cu siguranţă va produce o degradare progresivă a calităţii vieţii, ca urmare a degradării mediului prin despăduriri şi poluare. Se pune problema care este efectivul maxim de oameni pe care îl poate suporta Pământul fără ca echilibrul natural al ecosferei să fie total dezechilibrat. Capacitatea de susţinere a populaţiei vizează asigurarea hranei, a apei şi a spaţiului de locuit, inclusiv a condiţiilor de confort fizico-psihic. Toate cerinţele de susţinere a populaţiei se găsesc într-o corelaţie directă cu mediul, respectiv cu suprafeţele cultivate, cu resursele de apă, resursele energetice şi minerale, cu terenurile ocupate cu spaţii de habitat 4.2.2. Dezvoltarea agriculturii Descoperirea focului de către omul primitiv a constituit prima cucerire tehnologică a omenirii, care până atunci au trăit, sub raport ecologic, în deplină armonie cu natura.

47

48 Folosirea focului pentru urmărirea şi hăituirea vânatului a provocat numeroase incendii, care au avut drept consecinţă distrugerea numeroaselor suprafeţe de păduri virgine, fără şanse de regenerare. Astfel s-au extins savanele, în Africa occidentală şi Asia de S-E, iar în America de Nord, preeriile. Apariţia agriculturii s-a produs acum circa 10.000 ani şi constituie a doua revoluţie tehnologică a umanităţii, dar şi prima perturbare majoră a ecosferei cauzată de către om. Despăduririle

masive,

efectuate

fără

discernământ,

transformarea în teren cultivabil a unor soluri fragile, din zonele tropicale sau temperate au ruinat iremediabil teritorii imense Pentru cultivarea plantelor necesare hranei, oamenii au provocat schimbări esenţiale, atât în fitocenoze, cât şi în zoocenozele terestre, înlocuind ecosistemele forestiere naturale cu păşuni şi apoi cu culturi agricole. Crearea de agrosisteme, cu o diversitate specifică foarte redusă

a

fitocenozelor,

cu

efect

imediat

asupra

modificării

zoocenozelor. Distrugerea comunităţilor vegetale naturale a fost adeseori preludiul aridizării şi deşertificării multor teritorii luate în culturi sau transformate în păşuni. Agricultura a dus la sporirea cantităţii de hrană disponibilă şi a permis sedentarizarea şi creşterea numerică a populaţiilor umane. Până la mijlocul secolului 18, agricultura a fost principala ocupaţie a majorităţii populaţiei globului terestru. Civilizaţia agricolă nu a modificat considerabil ciclul materiei şi fluxul de energie din ecosferă, societatea umană bazată pe agricultură integrându-se în ansamblul fenomenelor ecologice naturale.

48

4.2.3. Dezvoltarea tehnologică Inceputul erei industriale datează de la sfârşitul secolului 18 şi marchează o nouă şi importantă etapă în dezvoltarea societăţii omeneşti. Crearea maşinilor a favorizat dezvoltarea meşteşugurilor. In paralel s-au dezvoltat agricultura, prin introducerea de noi plante în cultură şi sporirea efectivului de animale, în zootehnie. Inmulţirea populaţiei, crearea de spaţii urbane, în întregime artificiale, cultivarea monoculturilor industriale, distrugerea ultimelor rămăşiţe ale vegetaţiei naturale, regresia suprafeţelor împădurite sunt tot atâţia factori perturbatori ai echilibrului natural al ecosferei.

50

Tabelul 9 IMPACTUL DEZVOLTĂRII SOCIETĂŢII UMANE ASUPRA MEDIULUI OMUL PRIMITIV Acţiuni: - Vânat şi pescuit; -Descoperirea focului – prima revoluţie tehnologică a umanităţii

EFECTE: 1. Hăituirea vânatului cu focul, incendierea pădurilor tropicale – transformarea lor în savane (Africa occidentală, Asia de S-E) sau preerii (America de Sud). AGRICULTURA : EFECTE: - Apariţia agriculturii : acum 10.000 - Creşterea populaţiei; ani – prima cauză majoră a -Degradarea mai avansată a peruturbării ecosferei, cauzată de echilibrului ecosistemelor. către om. - La jumătatea sec. XIX - începutul „civilizaţiei agricole” 1.Despăduriri masive pentru 1.Distrugerea ecosistemelor transformarea în păşuni şi terenuri forestiere. Degradări ale solurilor agricole; fragile (terenuri în pantă, etc.) sau Ex.: China – la începutul neoliticului temperate, aridizări. era acoperită 90% cu păduri 2. „Cornul fertil al Africii” – ( arc de Ex.: China are în zilele noastre doar cerc pornind din S. Palestinei – 5% suprafaţă împădurită. N. Siriei – Mesopotamia – E. 2. „Cornul fertil al Africii” este astăzi Iranului) acum 10.000 ani avea o un pustiu nisipos. agricultură dezvoltată. 3. Dezvoltarea agriculturii – sporirea 3. Crearea agrosistemelor duce la o cantităţii de hrană. Sedentarizarea diversitate specifică foarte redusă a populaţiei. Apariţia concentrărilor de fito şi zoocenozelor. populaţie umană. 5.Creşterea necesarului de energie; -În neolitic : cca. 10.000 kcal/om/zi; - La sf. Evului mediu: cca. 20.000 kcal/om/zi;

50

5. In civilizaţia predominant agrară nu se modifică esenţial fluxul de energie din ecosferă; se încadrează în ansamblul ciclurilor biogeochimice.

Tabelul 9 (continuare) DEZVOLTAREA TEHNOLOGICĂ: Era industrială –apare la sfârşitul sec. XVIII – începutul sec. XIX, se caracterizează prin: - descoperirea maşinilor industriale; - apariţia tehnologiilor noi. DEZVOLTAREA INDUSTRIEI MODERNE: începând cu jumătatea a doua. a sec. XIX : -Folosirea abuzivă şi neântreruptă a combustibililor fosili. Modificarea fluxurilor de energie; -Ex.: SUA – 1970: 7% din suprafaţa Terrei, 1/3 din producţia mondială de energie, 230.000 Kcal/om/zi – de 10 ori mai mare decât la sfârşitul Evului Mediu.

CONSECINŢE ECOLOGICE - Stocare de materie sub formă de deşeuri nedegradabile sau slab degradabile; - Poluare cu substanţe toxice industriale a atmosferei, hidrosferei, pedosferei; - Inhibarea activităţii descompunătorilor din sol (microorganisme) prin diferiţi poluanţi toxici; - Perturbarea circuitului C, S şi N – ului în natură; - Epuizarea rapidă a unor resurse energetice nerecuperabile (petrol, cărbune).

In consecinţă, această etapa a dezvoltării sociale a condus la perturbarea raporturilor materiale şi energetice dintre om şi natură, prin: -

reducerea diversităţii biocenozelor;

-

întreruperea

circuitului materiei, prin eliminarea unor

deşeuri nedegradabile, sau foarte greu degradabile, rezultate din activitatea umană; -

modificarea radicală a fluxului de energie, prin creşterea cantităţii de energie consumată pe cap de locuitor, produsă cu prioritate prin arderea combustibililior fosili, din resurse epuizabile.

51

52

Soluţii propuse de către ţările dezvoltate: Creşterea „0” a populaţiei şi a consumului de resurse. Avantaje:

numai pentru ţările dezvoltate;

Dezavantaje: pentru ţările în curs de dezvoltare: Ex.: Consumul mediu de resurse pe cap de locuitor în ţările în curs de dezvoltare, reprezintă 1% din cel al ţărilor dezvoltate. O cincime din populaţia globului consumă 81% din carbonul fosil, pentru producerea energiei. Legea de bază a ecologiei: „Nici o specie nu poate exploata mediul natural – sfidând legile reciclării

elementelor

fără

afectarea

stabilităţii

şi

perenităţii

biocenozelor.” Consecinţă: O populaţie care consumă resurse şi nu pune nimic în loc este sortită dispariţiei. „Homo economicus” face parte integrantă din ecosferă şi nu se poate sustrage legilor ei.

52

Capitolul 5 POLUAREA ŞI IMPLICAŢIILE EI ECOLOGICE

5.1. Definiţia poluării şi clasificarea poluanţilor Poluarea este definită ca sumă a acţiunilor care duc la degradarea mediului natural şi geografic. Etimologic, a polua înseamnă a murdări, a profana, a mânji (lat. pollutus). Poluarea este o consecinţă a activităţii umane, ce provoacă degradarea mediului natural, prin diferite efecte ca: dereglarea fluxului de energie, a nivelului radiaţiilor, a compoziţiei fizico-chimice a mediului natural şi a structurii biotopului. Aceste dereglări ale mediului pot afecta omul direct sau indirect, prin degradarea resurselor sale de apă, hrană şi energie. Tabelul 10 Poluare

Efecte

Definiţie: Suma acţiunilor care

- Stricarea echilibrului energetic

duc la :

şi material al biosferei;

- degradarea mediului natural;

- Modificarea nivelului radiaţiilor

- degradarea mediului geografic.

din mediu;- Stricarea compoziţiei

- Efect al activităţii umane.

fizico – chimice a mediului;

- Etimologic: (fr) a profana, a

- Dezechilibrarea biocenozelor.

murdări, a mânji, a degrada.

- Afectarea umanităţii: direct; indirect (hrană, apă,

energie).

53

54 După natura lor, poluanţii se clasifică în trei clase principale: fizici chimici şi biologici (vezi tab.11). Se poate vorbi şi de o a patra categorie de poluare, cea estetică, determinată de degradarea peisajelor,

prin

urbanizare

necontrolată,

amenajări

necorespunzătoare, amplasarea unor obiective industriale în mijlocul unor zone naturale virgine, sau puţin modificate de om. Tabelul 11 FIZICI o radioactivi; o termici; o fonici.

Clasificarea poluanţilor CHIMICI o derivaţi gazoşi ai carbonului şi hidrocarburi lichide; o detergenţi; o materiale plastice; o pesticide şi alţi componenţi organici de sinteză; o derivaţi ai S şi N; o metale grele; o fluoruri; o aerosoli; o materiale organice fermentabile. ESTETICI

Degradarea peisajului prin : • urbanizare necontrolată; • amenajări necorespunzătoare; • industrializare în zone virgine.

54

BIOLOGICI bacterii

o şi virusuri; o

introduc erea de specii noi de plante şi animale care modifică biocenozele naturale.

5.2. Circulaţia poluanţilor în ecosferă Poluarea afectează zone mult mai mari şi adeseori foarte îndepărtate de cele în care sunt situate sursele de poluanţi, ceea ce face ca acestea să afecteze concomitent mai multe ecosisteme. Circulaţia atmosferică a factorilor poluanţi este favorizată de masele de aer în mişcare, care pot antrena poluanţi gazoşi, lichizi sau solizi (sub formă de praf). In emisfera nordică, la nivelul tropopauzei circulă un curent de aer care suflă cu o viteză de cca. 360 m/s, traversând tot globul în cca. 12 zile. Pe verticală masele de aer se pot deplasa cu viteze ce depăşesc 30 m/s. S-a calculat că durata medie de staţionare a poluanţilor în stratosferă este de cca. 2 ani, la nivelul tropopauzei de 30 de zile, iar în atmosferă de 6÷10 zile (la cca. 3 km altitudine). Multe din aceste substanţe antrenate de precipitaţii se acumulează în hidrosferă sau în sol, unde sunt transformate de către plante sau microorganisme (CO este oxidat la CO2 de către diverse bacterii, SO3 transformat în sulfaţi, apoi sulful este incorporat în diferiţi aminoacizi, de către vegetaţia autotrofă, etc.) Orice substanţă ce contaminează mediul natural poate fi incorporată de către fiinţele vii, prin procesele metabolice, exercitând o influenţă nefastă asupra speciilor de plante şi animale, inclusiv asupra omului. Diluarea agenţilor poluanţi , în aer sau în apă, pentru atenuarea efectelor lor nocive s-a dovedit a avea un efect limitat, valabil pentru un număr foarte restrâns de poluanţi. Fiinţele vii , în special cele migratoare facilitează dispersia substanţelor poluante, mărind aria

56 zonelor contaminate. Mai grav este faptul că organismele vii pot concentra în ţesuturile lor diverşi poluanţi, intoxicându-se şi transmiţând agentul toxic în lanţul trofic. Din această categorie fac parte: cartoful care poate concentra în tuberculii săi importante cantităţi de pesticide (ex. DDT), sau stridiile din genul Crassostrea, care pot acumula în organismul lor o cantitate de DDT de 70 000 de ori mai mare decât cea care apare în apa mărilor în care trăiesc. Capacitatea

de

a

acumula

substanţe

greu

sau

deloc

degradabile o au aproape toate speciile de plante şi animale, în proporţii diferite. Din aproape în aproape, pe această cale se produce contaminarea tuturor verigilor lanţului trofic dintr-un ecosistem. In concluzie, circulaţia poluanţilor în biosferă ne arată că poluarea nu se rezumă la o suprafaţă restrânsă, localizată în apropierea sursei de poluare. Prin poluarea ecosferei, omul, care are rolul de consumator de vârf, în raport cu alte fiinţe vii se expune la un efect de bumerang, toţi aceşti poluanţi ajungând să-i pericliteze viaţa proprie şi supravieţuirea speciei.

56

Cap.6 POLUAREA ATMOSFEREI Orice substanţă străină ce pătrunde în aerul atmosferic şi a cărei concentraţie provoacă un efect dăunător asupra organismelor vii, vegetale şi animale din biosferă poate fi considerat poluant atmosferic. Poluarea concentraţiei

atmosferei

unor

poate

componente

rezulta

obişnuite

fie (CO2,

prin N),

creşterea fie

prin

pătrunderea unor compuşi străini (toxici sau netoxici) ce modifică proporţia componenţilor naturali ai aerului şi îl impurifică (vezi tab. 12).

6.1. Clasificarea poluanţilor atmosferici şi sursele lor de provenienţă După provenienţă, poluanţii atmosferici pot fi: - din surse naturale: erupţii vulcanice (cenuşă zburătoare, amestecuri de acizi, gaze toxice, etc. ), vegetale în putrefacţie (compuşi sulfatici), incendii forestiere, vapori de apă de mare, emisii volatile ale copacilor (terpene şi izoprene), polen, spori, bacterii, viruşi şi alte particule organice (surse de alergii şi infecţii aerobe), furtuni (cantităţi enorme de sol pulverizat), metabolismul descompunătorilor (gaz metan rezultat prin descompunerea substanţelor organice), etc.; - rezultaţi în urma activităţilor umane, dintre care primii 7 în ordinea periculozităţii lor sunt: SO2, CO, aerosoli de poluanţi solizi sau lichizi, hidrocarburi, NOx, oxidanţi fotochimici (oxidanţi puternici, în

57

58 aerul ambiental, generatori de smog), plumb, a căror concentraţie în aer este monitorizată. Tabelul 12 a.

Modalităţi de poluare a atmosferei b.

Creşterea

Modificarea cantitativă

concentraţiei unor

a componenţilor

gaze, componente

atmosferici datorită

ale aerului (CO2, N2,

introducerii unor

etc.)

compuşi străini.

a+b.

In tabelul 13 este dată o clasificare a celor mai răspândiţi poluanţi atmosferici, după starea lor de agregare (gazoşi şi solizi). Poluanţi atmosferici Tabelul 13 Clasificarea poluanţilor atmosferici după starea de agregare GAZOŞI SOLIZI CO2, provenit din: Particule de: - fenomene vulcanice; respiraţia - metale grele şi alţi compuşi organismelor vii; arderea minerali: activitate vulcanică; combustibililor fosili; meteoriţi; eroziune eoliană; Hidrocarburi,din: emanaţii industriale; gaze de descompunerea plantelor, eşapament. bacteriilor; gaze de eşapament - compuşi organici naturali sau ale motoarelor cu explozie; de sinteză, din: incendii de Substanţe radioactive, din: pădure; arderi diverse, emanaţii centrale atomoelectrice; explozii din industria chimică; pesticide; nucleare; -compuşi radioactivi,: explozii Derivaţi ai azotului din: arderea nucleare. şi descompunerea materiilor organice.

58

6.2. Efectele poluării atmosferice asupra ecosistemelor Poluarea atmosferei conduce la modificări ale climei şi a ciclurilor biogeochimice, cu urmări negative asupra ecosistemelor. Efectele poluări asupra climei se manifestă prin modificări ale factorilor meteorologici, ca: •

scăderea intensităţii luminoase( cantitate mai redusă de lumină la sol, deficit de insolaţie în zonele urbane);

•

modificarea umidităţii atmosferice şi a pluviozităţii;

•

creşterea ponderii CO2, având ca rezultat efectul de seră ( creşterea temperaturii globale).

Ex.: Inainte de era industrială, conţinutul de CO2 în atmosferă era de cca. 550x104 t, reprezentând cca. 0,028%. Consumul crescând de combustibili fosili pentru producerea energiei, în era industrială a condus la o creştere exponenţială a ponderii CO2 în aerul atmosferic, ajungându-se la cca. 0,034%. Se estimează dublarea concentraţiei sale in aer până în anul 2025, fapt ce va determina o creştere a temperaturii medii a aerului cu 2÷30C. Acest fapt va determina schimbarea regimului pluviometric,

60

Capitolul 7. POLUAREA SOLULUI - Sursa principală de apă şi elem. nutritive,

SOLUL

unicul mijloc de producţie vegetală. - Format la supraf. scoarţei terestre, ca rezultat al interacţiunii între componenţii litosferei cu atmosfera, hidrosfera şi litosfera.

7.1 Intervenţii umane asupra solului Consecinţe -Agricultura, creşterea

Degradări:

animalelor:

Eroziuni, alunecări de teren, acidifiere,

- extindere,

sărăturare, degradare alcalină,

intensificar

dezechilibrări ionice, poluare chimică şi

e; păşunat

biologică, distrugeri totale :expl. miniere de

abuziv şi

suprafaţă: cariere, balastiere, gropi de

excesiv;

împrumut.

-Exploatare neraţională a pădurilor; -Industrializare şi urbanizare; -Construcţii hidrotehnice; -Constr. căi de transport

Dereglări în funcţionarea solului ca sistem cu integralitate şi subsistem al ecosistemelor terestre.

Poluarea solului – strâns legată de : poluarea atmosferei, hidrosferei, a florei şi a faunei.

60

SOLUL – depoluator:

Capacitate limitată de absorbţie şi

(mediu de depoluare,

precipitare chimică a unor substanţe.

neutralizare, reciclare

Ex: - absorbţie apă – 1500÷1500 m3/ha;

şi transformare a unor

- unii poluanţi; dejecţii animaliere, nămol,

substanţe poluante)

ape uzate, unele deşeuri animale şi textile (

Capacitatea de

pot creşte fertilitatea solului).

depoluator: (depinde de salubritatea lui): - să aibă o cantitate cât mai mare de humus şi raportul C/N cât mai mic. Controlul calităţii

- Sistemul global de monitorizare a mediului

solurilor:

înconjurător, GEMS: - Sistemul naţional de monitorizare a calităţii mediului înconjurător, atribuţii: -Urmărirea param. calit. ai solului: pH, %K, salinitate, înmlăştinare, poluare cu pesticide, %NOx, metale grele, fluor, grad de eroziune, etc. Avertizarea unităţilor interesate în vederea : prevenirii şi combaterii poluării.

61

62 Cale de reducere a

a. Transformarea în compost a

poluării solului:

deşeurilor solide, bogate în

- prin „agricultură

materie organică şi utlizarera

intensivă”

acestuia ca îngrăşământ, în locul celor chimice, sintetice. b. Interzicerea utililizării în agricultură a substanţelor chimice, nebiodegradabile

Metode de depoluare a solurilor:

a. Spălare – în Germania, Olanda. -

metodă aplicabilă numai solurilor cu textură grosieră (nisipoase şi lutoase);

b.Extracţie sub vid: crearea de depresiuni în sol– Franţa. Efecte: volatiliz. poluantului; Aplicaţii: ptr. poluanţi gazoşi. c. Tratare biologică: In cazul unor poluanţi organici (hidrocarburi) – utilizarea unor bacterii consumatoare ale poluantului respectiv, fără a dăuna mediului. Dezavantaj:- depoluare lentă, neadecvată solurilor cu textură grea şi mijlocie.

62

7.2 Clasificarea poluanţilor solului -

lucrări de excavare la zi;

-

acoperiri prin depozitări de steril, gunoaie, alte materiale;

-

deşeuri şi reziduuri anorganice din industrie;

-

substanţe din aer : hidrocarburi, etilenă, amoniac, SO2, cloruri, fluoruri, NOx, compuşi ai plumbului;

-

materiale radioactive;

-

deşeuri şi reziduuri organice din ind. alimentară şi uşoară;

-

dejecţii animaliere şi umane;

-

eroziune şi alunecări de teren;

-

sărăturare;

-

acidifiere;

-

înmlăştinare;

-

exces sau carenţe de elemente nutritive;

-

compactare şi formare de crustă;

-

pesticide;

-

agenţi patogeni contaminanţi.

63

64

7.3 Surse de poluare a solului industria extractivă de materii prime (cărbuni, petrol, minereuri, mat. de construcţie); - ind. energetică (termo şi hidrocentrale; - ind. metalurgică; - constr. de maşini, prelucrarea metalelor; - ind. chimică şi petrochimică; - ind. materialelor de construcţii; - ind. alimentară; - ind. celulozei şi hârtiei; - chimizarea agriculturii (pesticide, îngrăşăminte chimice); - complexe de creştere şi îngrăşare a animalelor (deşeuri şi reziduuri vegetale şi animale) ; - platforme şi rampe de gunoi menajer; - ape uzate şi nămoluri menajere; - transporturi; - alte activităţi umane. Cele mai frecvente şi mai dăunătoare tipuri de poluare: - utilizarea îngrăşămintelor( pentru creşterea producţiei agricole) şi a pesticidelor ( pentru combaterea dăunătorilor agricoli). -

64

Surse de poluanţi Arderea combustibililor fosili, industrie, agricultură, silvicultură, transport, aşezări umane, etc. Agenţi poluatori Subst. Deşeuri şi Gunoaie Ape Emisii în chim. reziduuri menaj şi uzate atmosferă folosite (ind., umane în altele) agricult.

Animale

OM

Plante

Fig. 6 Poluarea solului. Implicaţii asupra vieţii (după C.Răuţă şi S.Cârstea, 1983)

65

66

Capitolul 8 POLUAREA APELOR (hidrosferei) Hidrosfera : - reţeaua hidrografică continentală; - lacuri; - mări şi oceane

Caracteristici ale hidrosferei : - capacit. de a solubiliza subst. poluante solubile; - capacit. de a transporta în suspensie subst. poluante insolubule

Poluarea hidrosferei : - problemă de maximă gravitate – criză de apă potabilă la nivel planetar. Mecanismele şi căile de poluare a apelor sunt cele mai bine cunoscute dintre formele de poluare. Tipuri de poluare a hidrosferei: - biologică - chimică - fizică

8.1 Surse de poluare şi tipuri de poluanţi ai hidrosferei Principalele surse de poluare a apelor: - industria - agricultura

8.1.1

66

Poluare biologică

Agenţi de nat. biologică: microorganisme, mat. org. fermentabile din: ape urbane uzate, ape ind., cu conţinut de resturi menajere, fecaloide, leşii de la ind. zahărului şi celulozei, etc. Efecte: Recrudescenţa afecţiunilor patogene: febra tifoidă, dizenteria, etc. Indicator pentru gradul de

8.1.2 Poluare chimică

8.1.3 Poluare fizică:

poluare biologică: „CBO5” -limita ptr. apa potabilă: < : 5mg/l; - „ a conţ. de O2 min. 4mg/l; - „ „ de germeni patogeni: max. 50 germ./cm3 Substanţe chimice toxice: - nitraţi, fosfaţi, săruri folosite în agricultură, reziduuri ind.: compuşi ai Pb.(gaze de eşapam.), Hg pesticide, ind. elchim, electronică, metrologie), POx, hidrocarburi, etc. Materiale de orig. minerală, insolubile – provenienţă - efecte: - Reziduuri de flotaţie, cariere, etc., aluviuni cu praf de argilă Efecte: se depune pe fundul apelor curg. sau lacuri – prov. colmatare fav. dezv. organismelor anim. sau vegetale; - Eroziune de supraf. dat. păşunatului abuziv, expl. forestiere, practic. agric. pe supraf. în pantă. - Efecte: creşterea debitului de subst. solide în apele râurilor – colmatări ale lacurilor de acumulare ptr. hidrocentrale, ptr. irigaţii. Poluare termică: - deversarea apelor de răcire de la termocentrale, cu temp. mai mare cu 6÷÷9 0C decât la intrarea în turnul de răcire.

67

68

8.2. Consecinţe ecologice ale poluării apelor

Autoepurare apelor curgătoare

Poluarea apelor: - continentale - influenţă negativă asupra populaţiilor de maritime şi oceanice organisme - consecinţe ecologice de gravitate– funcţie de natura poluării Ex.: I II

Poluarea organică a apelor curente Zonă de degradare La intrarea râului poluant în fluviu Zonă de Cu ajutorul bacteriilor şi a ciupercilor descompunere

activă III Zonă septică

specializate pe tipuri de poluanţi Zona de descompunere activă devine – prin consumarea în totalitate a O2 – zonă septică, în care: - se formează compuşi reducători; - în lipsa O2, aici nu trăieşte nici o specie specifică apelor curate,

IV Zonă de restaurare V

a echilibrelor Zonă de ape curate

numai larve ale diferitelor insecte. Autoepurarea le apropie de caracteristicile iniţiale.

Efectele poluării chimice a apelor: Funcţie de gradul de toxicitate al substanţelor poluante (care afectează în primul rând planctonul): - Sărurile de cupru şi cromaţii: sunt letale ptr. alge, chiar în concentraţii reduse; - Ierbicidele (toate): toxice pentru alge; - Detergenţii sintetici: foarte toxici pentru flora microbiană a apelor;

68

Fauna (nevertebrate şi vertebrate) de apă dulce şi marină este foarte sensibilă la poluanţi, în general. Parametri toxicologici ptr. poluarea apelor Animale din ape curgătoare (limnice) sau marine CL 50 CL 100 TLM TL 50 Def.: Conc. letală pt. 50% sau Timpul letal Timpul teoretic 100% din populaţia apei, mediu pt. o după care 50% respectiv , într-o durată de timp anumită conc. din indivizi au prestabilită (24, 48 ore, etc.) de poluant ce pierit sub det. moartea efectul unei tuturor indivizilor conc. mai mari dintr-o decât conc. populaţie. letală. Ex:

CL 100 Substanţa HCl NH3 H2SO4 NH4OH CuSO4 Fenol Cromat de K Cianură de K

Doza limită tolerată, ppm 75 200 0,5 13 50 1 0,1 0,1

CL 100, ppm 200 750 1 25 100 10 0,5 0,5

Obs.: Hidrocarburile pot distruge întreaga biocenoză a ecosistemelor acvatice. ppm = părţi pe milion

69

70

Capitolul 9. POLUAREA RADIOACTIVĂ (NUCLEARĂ) 9.1 Clasificarea radiaţiilor după tipul lor Tip x

Natură

y

Electronică (asem. cu lumina)

Particule elementare de origine nucleară

α

Neutroni, Nucleu de raze heliu cosmice, alţi nucleoni Adâncime Câţiva cm. Pot Superficiale, de degrada la niv. penetrare acizii epidermei. nucleici, viteză f. mare, fără sarcini el., f. periculoase. Proprietăţi comune: invizibile, viteză foarte mare, putere de penetrare a organismelor vii, adâncimi – fcţ. de natura lor (radiaţiilor), ionizante (smulg electronii din structura periferică a atomilor, pe care-i ionizează; aceştia devin chimic-reactivi şi pot forma diverşi produşi toxici pentru celule. Radiaţiile ionizante: dăunează celulelor pe care le traversează: - în doză mare – provoacă moartea celulelor; - în doze mici – sunt suportabile dar pot induce modificări ireversibile ale ADN-ului (mutaţii genetice). ADN = acid dezoxiribonucleic.

70

Electromagnetică de înaltă frecvenţă Blindaj de Pb de mai mulţi m grosime

β

9.2 Clasificarea surselor radioactive Sursa Scoarţa terestră Sol, ape

Tipul

Caracteristici

γ

- din radionucleizi naturali: uraniu, thoriu, radiu, actiniu,etc.

Substanţe radioactive: K40, C14

- de mare importanţă biologică, incorporate activ de către organismele vii

-„vânturi solare”

- radiaţii cosmice de energie înaltă; - iradiază organismele terestre; prin interacţiune cu nucleele de azot sintetizează tritiu şi C14; - acţiune bactericidă şi mutagenă

Cosmos

-radiaţii ultraviolete ale fluxului solar

Toate organismele vii de pe Terra sunt expuse, în mod natural, unor surse de iradiere: externă sau internă, de intensitate variabilă dar destul de slabă, astfel că ele s-au adaptat în mod corespunzător. Descoperirea şi folosirea energiei nucleare în scopuri militare şi paşnice a mărit, în ultimele decenii, fondul natural de radiaţii cu radiaţii ionizante şi constituie riscuri potenţiale de leziuni patologice: somatice şi genetice. Unele elemente chimice au izotopi radioactivi: -

naturali: 50;

-

artificiali: 200.

Radioactivitatea izotopilor provine din proprietatea lor de a se transforma spontan în alte elemente, cu nr. atomic diferit, însoţită de o emisie de radiaţii, variabile, funcţie de natura elementului. 71

72 Gradul de nocivitate al izotopilor radioactivi depinde de energia particulelor pe care ei îi emit. Elementele radioactive se dezintegrează, masa lor scăzând continuu, în progresie geometrică cu timpul. „Perioada de înjumătăţire” este timpul necesar ca masa să ajungă la jumătate. Ex.:

2h

- ptr. Ar 41;

4,5 x 109 ani – ptr. U238. Radioizotopii cu perioada de înjumătăţire mai mică de 2 zile nu sunt periculoşi, înafara unor expuneri directe. Radioizotopii cu perioadă lungă de înjumătăţire sunt aproape inofensivi ptr. că emit o cantitate mică de radiaţii / unitate de timp. Cei mai periculoşi sunt radioizotopii cu perioadă medie de înjumătăţire, de ordinul: săptămâni, luni, ani, deoarece au timp să se acumuleze în diverse organisme şi să se concentreze în unele verigi ale lanţurilor trofice. Cei mai periculoşi sunt izotopii elementelor ce apar în alcătuirea substanţei vii: C14, P32, Ca45, S35, etc. Izotopii Sr90 şi Cs137 sunt cei mai periculoşi deoarece, prin asemănarea proprietăţilor lor cu cele ale Ca sau K constituie izotopi radioionizanţi foarte periculoşi pentru mediu. Sr se incorporează uşor în organismele vii, în scheletul vertebratelor, prin înrudirea sa cu Ca, iar Cs se acumulează în muşchi, la fel ca şi K.

72

9.3

Efectele biologice ale radiaţiilor ionizante Efectele biologice ale radiaţiilor ionizante

1. Somatice

2. Genetice

-

afectează fiziologic pe cei expuşi; provoacă tulburări ce merg de la moartea aproape instantanee a individului până la reducerea semnificativă a speranţei de viaţă

-

mutaţii genetice datorate dereglării proceselor de înmulţire celulară

Pentru a putea compare efectele radiaţiilor ionizante asupra organismelor, speciilor şi biocenozelor este necesar să se dispună de unităţi care să permită compararea gradului de contaminare şi cantitatea de radiaţii primite de fiecare organism. Cantitatea de radiaţii emise se măsoară în „curie” ( 1 curie = cantit. de

radiaţii emise de 1 g de radiu/sec). Sunt mai folosite

subunităţile ; micro(10-6), nano (10-9) sau pico (10-12). Doza de radiaţii absorbită de către un organism se măsoară în „rad”( 1 rad = absorbţia unei energii de 100 ergi/g de ţesut). Eficacitatea biologică relativă a radiaţiilor se exprimă în „remi” . Speciile de animale şi plante manifestă o mare variabilitate în ceea ce priveşte radiosensibilitatea. Cele mai rezistente sunt bacteriile şi cele mai sensibile sunt vertebratele cu sânge cald.

73

74 Valorile coeficientului DL50 (doza letală pentru 50% din populaţie) pentru organismele expuse la o singură iradiere variază astfel:

-

-

bacterii – de ord. a 1 milion de razi;

-

plante verzi – de ordinul a câteva sute de mii; mamifere – câteva sute de razi.

La oamenii expuşi la doze mari de radiaţii s-au observat următoarele efecte: - la doze de 100.000 remi – moarte instantanee; - 10.000 remi – moarte în câteva ore; - 1.000 remi – moarte în câteva săptămâni; - nici o mortalitate la indivizii expuşi la o doză de 100 remi. Indivizii expuşi la doze subletale suferă: - sterilitate permanentă – la femei şi de 2-3 ani la bărbaţi; - creştere semnificativă a cazurilor de cancer; - scăderea vigorii fizice, diminuarea capacităţii de apărare imunitară a organismului; - diminuarea longevităţii, a coeficientului natural de creştere a populaţiei. DL50 la 3 săptămâni are pentru om valoarea de 400 razi. Efectele dozelor subletale sunt atât de natură somatică cât şi genetică. Ele depind atât de numărul de iradieri ;i de durata iradierii. Din punct de vedere ecologic interesează în mod deosebit: expunerile prelungite sau permanente la doze de intensitate slabă. Expunerea la radiaţii ionizante diminuează activitatea de sinteză a acizilor nucleici şi a proteinelor. Astfel se explică slăbirea sau lipsa elaborării de anticorpi de către organismele animale iradiate.

74

Pentru om: expunerea la radiaţii ionizante are efecte de natură genetică, în principal. Acţiunile mutagene sunt cumulative atât la nivelul individului iradiat, cât şi la nivelul descendenţilor. Dozele subletale-limită pentru părinţi s-ar putea dovedi letale pentru descendenţi. Dezvoltarea tehnologică a dus la diversificarea surselor de radiaţii ionizante. Doza anuală provenită de la sursele ionizante naturale

se

compune din: -

radiaţii cosmice: 25x109 remi;

-

radioactivitatea rocilor: 5x109 remi;

-

alte surse: 25x109 remi;

La acestea se adaugă radiaţii ionizante provenite din surse tehnologice ca: -

deşeuri radioactive din industria nucleară, de ordinul a 18x109 remi;

-

pulberi radioactive: 1,3 x 109 remi;

-

radiografie medicală: 100 x 109 remi;

-

televiziune: 10x109 remi;

Toate acestea totalizează : 113 x 109 remi, în timp ce doza maximă admisă este de 166x109 remi. Analizând aceste date reiese că: radiologia medicală şi televiziunea reprezintă surse importante de radiaţii ionizante. Studii recente arată că : nu se poate preciza cu certitudine un prag minim al dozelor de iradiere pentru care ar apărea efecte patologice. Utilizarea energiei nucleare în scopuri paşnice ridică probleme legate de deşeurile radioactive rezultate. Singura soluţie de

75

76 debarasare fără riscuri ecologice , ce se cunoaşte până în prezent rămâne depozitarea lor în minele de sare care nu permit ca acestea să ajungă în pânza freatică şi oferă o etanşeitate perfectă pentru izolarea radiaţiilor. Cu excepţia Kr85, care este inert din punct de vedere chimic, cea mai mare parte a reziduurilor radioactive depozitate în mediu sunt incorporate în atmosferă. Apele fluviilor în care se deversează aceste deşeuri se pot contamina peste pragul maxim admisibil. Fitoplanctonul mărilor şi oceanelor are o mare putere de incorporare a elementelor radioactive, pe care le transmite verigilor superioare ale lanţului trofic, până la om.

76

Capitolul 10. LIMITELE RESURSELOR BIOSFEREI Raportul dezvoltare / mediu depinde de resursele existente, dintre care cele mai importante sunt cele energetice, de materii prime şi alimentare , care nu sunt nelimitate. Dezvoltarea economică şi demografică depind de resursele existente ale biosferei. În exploatarea lor trebuie să prevaleze atitudinile ştiinţifice ecologice şi nu cele etice sau ideologice. Este o eroare să se considere că bogăţiile Terrei sunt inepuizabile şi că deşeurile activităţii umane pot fi resorbite de biosferă în mod nelimitat, fără urmări. „Distrugerea naturii ne privează în fiecare zi, puţin câte puţin, de o bogăţie de neînlocuit”. Ecologia ne dă şi o lecţie de modestie. Ne arată că omul trebuie să respecte legile naturii, altfel, va veni momentul când, cu tot arsenalul tehnologic, un dezastrul

va fi

inevitabil.”1

10.1 Limitele resurselor energetice Disponibilităţile energetice ale ecosferei, la nivelul actual de cunoaştere, sunt limitate. Sursele de energie principale utilizate de om sunt: -

nerenuverabile (epuizabile in timp): 

-

1

combustibilii fosili şi energia radioactivă;

inepuizabile: 

energia solară;



energia mareelor;



energia geotermică.

Popescu, M., Popescu, M., Ecologie aplicată, 2000, MATRIX ROM, Bucureşti

77

78 Scurt istoric: - Până în 1850 - preponderent lemnul; - Începând cu 1850 :consumul de lemn – în scădere, iar consumul de cărbuni – în creştere; - După 1900: consumul de cărbune – relativ ct., consumul de hidrocarburi lichide şi gazoase în creştere. - Din 1975 – începe să se utilizeze şi energia nucleară. Creşterea consumului de energie este exponenţială, cantitatea de energie consumată dublându-se la fiecare 10 ani. Ex.: Un om născut în 1970 ar trebui (conf. ritmului actual de creştere a consumului de energie) să consume în 2040 de 128 ori mai multă energie decât la naştere – imposibil de realizat, în condiţiile actuale de aprovizionare cu petrol şi gaze naturale. Estimarea rezervelor de combustibili fosili: cărbunii reprezintă cca. 90% din rezervele de energie

-

ale litosferei. Hubert, în 1971 a făcut următoarea estimare a rezervelor: -cărbune

(inclusiv

lignit):

–

cca.

7,5x1012t

,

respectiv:

cca.

232x1021jouli; - petrol – cca. 4x1011m3 , sau cca. 14,8x 1021J; - gaze naturale – cca. 3,4x1014 m3 – Legea

randamentelor

cca. 13,1x1021J.

descrescânde:

producţia

unui

anumit

combustibil variază după o curbă normală de tip Gauss. Producţia totală de combustibil în istoria exploatării sale : 00

Q00= ∫ Pdt o

P = rata producţiei;

78

în care:

t = timpul. Este de foarte mare importanţă să se cunoască momentul în care a fost sau se va atinge producţia maximă . Ex.: În SUA s-a atins Qmax de petrol la sfârşitul anilor 60. Perioada utilă a unei surse de energie este dată de intervalul de timp cuprins între primele şi ultimele intervale din curbă, respectiv între 10 ÷ 80% din producţia totală. În cazul petrolului această perioadă utilă variază între 58 şi 64 de ani. Ex. : În SUA rezervele de petrol se vor epuiza în: 1960 + 64 = 2024 Rezultă că ţările care şi-au dezvoltat industria bazată pe petrol drept combustibil principal au comis o gravă eroare.

79

80 Fig.7 – Teoria ciclului producţiei de materii prime2. Qd = cantitatea disponibilă; Qp = cantitatea produsă; Qr

=

cantitatea

de

rezervă

În cazul rezervelor de cărbune situaţia este ceva mai bună, respectiv perioada utilă a acestui combustibil este considerată între anii 2000 ÷ 2400. Rezultă că, deocamdată, criza energetică nu este o problemă la ordinea zilei. Când petrolul şi gazele naturale se vor epuiza, cărbunele şi energia nucleară vor putea satisface pentru încă o perioadă de timp nevoile energetice ale societăţii industriale. O limită importantă a creşterii consumului de energie este de natură termodinamică: -

eliminarea în atmosferă a unei cantităţi de energie neutilizabilă va duce la creşterea temperaturii apelor şi la modificări de ordin climatic.

Ex.: Dacă omenirea se va stabiliza la o populaţie de cca. 15 x 10

9

locuitori, iar aceştia vor avea nevoie de o cantitate dublă de energie faţă de cea consumată în prezent în SUA, s-ar consuma 20 Kw/persoană. Aceasta ar necesita o colosală putere termică instalată , de 300 x 109 Kw, de 60 de ori mai mult decât cea actuală. Un asemenea ritm de producere a energiei va duce la epuizarea rezervelor existente de cărbuni în 15 ani, iar a celor de petrol, în 3 luni.

2

80

Hubert, 1969

Expansiunea

dezvoltării

economice

cu

orice

preţ,

promovată de societatea industrială actuală va determina pieirea civilizaţiei noastre odată cu această dezvoltare necontrolată. Concluzie: Singura soluţie cunoscută până în prezent de producere a energiei fără pericolul de entropizare a biosferei este utilizarea energiei nucleare.

10.2 Limitele resurselor de materii prime Rezervele de materii prime se clasifică în două categorii: -

renuverabile (ce se pot reface);

-

nerenuverabile ( ce nu se mai pot reface).

Studiile şi cercetările întreprinse până în prezent au demonstrat că resursele sunt limitate şi deci, epuizabile. Ex.: Este foarte apropiat momentul epuizării resurselor naturale de minerale neferoase. In consecinţă, industria va trebui să treacă la recuperarea lor din deşeuri.

10.3 Limitele resurselor de apă Resursele de apă (în special de apă dulce) sunt şi ele limitate la nivelul ecosferei. Epuizarea resurselor de apă dulce a devenit deja o problemă stringentă care necesită măsuri de urgenţă. Dezvoltarea demografică şi dezvoltarea agriculturii au dus la creşterea enormă a consumului de apă . Acestui fenomen i se adaugă 81

82 risipa enormă a acestei resurse vitale şi poluarea unor surse (pânzei freatice de adâncime) care le face inutilizabile. Sursele de apă dulce sunt inegal distribuite pe suprafaţa planetei. Din cele 150x106 km2 de uscat de pe glob: -

15x106 km2 sunt acoperiţi cu gheţari ;

-

22x106

km2

sunt

soluri

circumarctice,

îngheţate

permanent ; -

40x106 km2 sunt terenuri deşertice situate în zona subtropicală.

Deci pe o suprafaţă mare de uscat apa dulce lipseşte sau se află într-o formă inutilizabilă pentru consum. Din totalul de apă a hidrosferei: -

97% se află în mări şi oceane;

-

3 % este apa dulce, din care numai 20 ÷ 25 % ( cca. 0,8% din volumul hidrosferei) este accesibilă pentru nevoile omenirii, restul fiind concentrată în calotele de gheaţă polare şi arctice.

In afara consumului de către populaţie, care este inegal distribuit, funcţie de nivelul de dezvoltare al diferitelor ţări, cantităţi foarte mari de apă se consumă în unele sectoare industrială. Ex.: Pentru producerea unei tone de hârtie se consumă 300 t de apă; ptr. 1 t de îngrăşăminte azotoase se consumă 600 t apă. Cantitatea de apă consumată de omenire în prezent se dublează la fiecare 10 ani. Datorită lipsei de resurse, locuitorii unor ţări subdezvoltate consumă de cca. 20 de ori mai puţină apă decât cei din ţările

82

dezvoltate. În aceste ţări, dezvoltarea agriculturii prin utilizarea irigaţiilor nu se poate face datorită resurselor limitate de apă. Construirea unui baraj pentru alimentarea cu apă poate atrage inundarea unor mari suprafeţe de pământ, adeseori foarte fertil şi producerea unor efecte indirecte care anulează avantajele scontate. Ex.: Marile baraje construite în Asia sau Africa (Volta, Assuan) au blocat aluviunile care erau depuse de aceste râuri în lunci. Eroziunea intensă din bazinele de acumulare, cauzată de păşunatul excesiv duce la colmatarea rapidă a acestor lacuri.

10.4 Limitele resurselor alimentare Asigurarea hranei este una din cele mai grave probleme a lumii contemporane. Peste 1 miliard de locuitori ai planetei suferă de malnutriţie. Cele mai afectate sunt ţările subdezvoltate din Africa Centrală şi Occidentală, Pakistan, India şi unele ţări din America Latină. Întreaga suprafaţă a terenurilor fertile, apte pentru agricultură a fost pusă în exploatare. In unele ţări din : Extremul Orient, Orientul Mijlociu, Africa de Nord şi Tropicală şi America Latină au fost epuizate posibilităţile de extindere a suprafeţelor arabile. Suprafaţa agricolă pe cap de locuitor , de care dispune planeta în prezent este deja prea mică pentru a satisface nevoile de hrană ale populaţiei existente. Calculele estimative referitoare la numărul maxim de locuitori pe care poate să-i hrănească planeta dau o cifră cuprinsă între 15 x 109 şi 45 x 109 locuitori.

83

84 Creşterea producţiei agricole ar necesita îngrăşăminte şi irigaţii a căror producere, după cum s-a văzut are multiple implicaţii ecologice. Problema cea mai importantă este de a se cunoaşte densitatea optimă suportabilă a locuitorilor Terrei care pot să-şi asigure o existenţă decentă, situaţie ce se poate asigura numai prin planificarea dezvoltării economice şi demografice. Concilierea

raporturilor

contradictorii

dintre

dezvoltarea

economică şi protecţia mediului este o problemă de civilizaţie la care trebuie găsit cel mai adecvat răspuns. Se impune ca umanitatea să-şi fixeze ca obiectiv principal acela de a sigura nevoile esenţiale de ordin economic şi de calitate a vieţii în condiţiile menţinerii sistemelor ecologice într-o stare de echilibru, capabilă să asigure reînnoirea resurselor de materii prime şui energie necesare.

84

Capitolul 11 - METODE DE PROTECŢIE A ECOSFEREI 11.1. Conservarea mediului geografic al Terrei presupune conservarea principalelor sale componente organice şi anorganice: -

conservarea biocenozelor (specii de plante şi animale);

-

conservarea biotopurilor ( aer, sol, apă).

Bazele

strategiei

conservării

=

cunoaşterea

aspectelor

ecologice şi genetice: -

care determină dispariţia unor specii;

-

adaptarea şi formarea de noi specii.

Ex.: Dispariţia unei specii, componentă esenţială a evoluţiei este echilibrată de supravieţuirea, adaptarea şi formarea de specii noi (speciaţie). Considerente ce impun protecţia mediului: 4.2.

asigurarea nevoilor crescânde ale unei populaţii tot mai numeroase pentru.: hrană, energie, materii prime, odihnă, etc.;

4.3.

considerente de ordin etic, estetic sau cultural.

Protecţia mediului geografic: o

păstrarea nealterată a componentelor sale;

o

gestionarea şi administrarea raţională a componentelor lui: patrimoniul ecologic şi genetic.

85

86 Bazele ecologice şi genetice ale conservării mediului geografic impun

cunoaşterea

modului

de

organizare

şi

funcţionare

a

ecosistemelor terestre. Studiul succesiunilor ecologice

şi al dinamicii spaţio –

temporale a ecosistemelor a arătat că: -

heterogenitatea spaţială şi

-

unele

perturbări

în

structura

şi

funcţionarea

ecosistemelor sunt necesare şi utile pentru menţinerea bogăţiei specifice a biocenozelor. De aici rezultă necesitatea de a fi păstrată întreaga gamă de habitate şi la nevoie, menţinute sau recreate artificial prin intervenţia omului. După unele cercetări se pare că un efectiv eficace de 500 de exemplare (la animale) este pragul minim de asigurare a potenţialului evolutiv al unei populaţii (Franklin, 1980). Pentru a se asigura măsurile preventive necesare pentru conservarea speciilor, prin crearea de rezervaţii sunt necesare suprafeţe întinse şi mijloace materiale care pot veni în contradicţie cu alte nevoi stringente ale populaţiei din ţările în curs de dezvoltare. De aceea, politica de conservare a mediului şi amenajare a teritoriului trebuie să ia în considerare imperativele dezvoltării economicosociale. Aceste considerente stau la baza acţiunilor UNESCO privind realizarea unei reţele internaţionale de rezervaţii ale biosferei (ecosferei) care să contribuie la ameliorarea bunăstării populaţiei umane prin utilizarea raţională a ecosistemelor naturale sau modificate de către om .

86

In activitatea sa omul a intervenit în dezvoltarea speciilor de plante şi animale în scopul asigurării nevoilor sale crescânde de alimentaţie. Aceste intervenţii influenţează restul ecosistemelor naturale, producând unele dereglări în structura şi activitatea ecosferei, a ciclurilor biogeochimice ale principalelor componente ale atmosferei, hidrosferei şi a pedosferei. De aceea, organizarea ocrotirii naturii în fiecare ţară şi la nivelul ecosferei este problemă de mare răspundere şi de mare actualitate. In acest sens trebuie alese şi asigurată protecţia unor ecosisteme virgine reprezentative, diferite ca dimensiuni, grad de izolare şi protecţie ca: parcuri naţionale, parcuri naturale, rezervaţii naturale, rezervaţii ştiinţifice, rezervaţii ale biosferei, monumente ale naturii, etc. Ocrotirea ecosferei la nivel global

trebuie să se facă prin

cooperare internaţională privind supravegherea continuă a stării ecosferei, acţiune numită generic: „monitoring”. Aceasta pote sesiza la timp schimbările ce intervin în

starea componentelor biotice şi

abiotice ale ecosferei în scopul luării celor mai adecvate măsuri de redresare, în timp util. Toate problemele legate de: -

explozia demografică

-

perspectiva schimbărilor climatice

-

distrugerea diversităţii biologice

depind de conexiunile dintre influenţa activităţii speciei umane (antropogene) asupra principalele componente ale ecosferei.

87

88

11.2 Aspecte economice „Dacă lupta împotriva poluării costă scump, aerul poluat costă mai scump.”3 Au

fost

efectuate

calcule

statistice

de

evaluare,

prin

extrapolare, a daunelor provocate de poluare, cum ar fi: o

Ţările puternic industrializate plătesc pagubele datorate poluării aerului din bugetul statului. Ex.: SUA – 11 miliarde dolari/an, sau 60 dolari/ locuitor,an.

o

In Anglia, degradarea construcţiilor prin coroziune a cauzat pagube de 20.107 lire /an, în timp ce cheltuielile de prevenire a acestor efecte, printr-o întreţinere corectă, cu măsuri de protecţie anticorozivă (vopsire) ar necesita 4.107 lire/an.

o

In SUA, programul costisitor de reducere a poluării oraşului Pittsburg a avut ca urmare realizarea unor economii estimate la 27 milioane de dolari, prin reducerea pagubelor cauzate de fum şi alţi poluanţi.

o

Epurarea totală a aerului necesită costuri deosebit de mari. Astfel, pentru reducerea cu 1 procent peste 95% a prafului din gaze necesită investiţii de miliarde.

Unele daune cauzate de poluarea atmosferei cum ar fi: pierderile de vieţi omeneşti, bolile fizice şi psihice, efectele genetice, diminuarea recoltelor, scăderea productivităţii animalelor, etc. nu pot fi evaluate direct, prin cifre.

3

Détrie, J.P, La pollution atmosphérique, Dunod, Paris, 1985

88

In ţările dezvoltate există o reţea de supraveghere şi control a gradului de poluare, iar pentru combaterea poluării sunt conjugate eforturile mai multor categorii de specialişti. În ţara noastră, tehnologiile existente au nivele de performanţă foarte diferite, cele moderne nu sunt totdeauna bine exploatate şi întreţinute, iar disciplina tehnologică nu a ajuns la un nivel potrivit etapei actuale.

11.3. Legislaţia în domeniul protecţiei mediului Perspectiva intrării în Comunitatea Europeană impune luarea unor măsuri legislative privind evaluarea poluării factorilor de mediu, identificarea prejudiciilor, stabilirea responsabilităţilor şi asigurarea unor măsuri de prevenire a emisiei de poluanţi, de orice fel, în mediu. Protecţia mediului şi protecţia muncii a necesitat introducerea unor măsuri specifice de ordin legislativ. Astfel, Legea protecţiei mediului 265 din 2006 ţine seama de principiile, convenţiile şi acordurile internaţionale, adoptate de organismele de specialitate ale ONU şi ale Comunităţii Europene, precum şi de legislaţiile naţionale dintr-o seri de state ca: Elveţia, Suedia, Rusia, Anglia, Germania, Spania, SUA, etc. Legea prevede proceduri şi norme tehnice de evaluare a poluării pentru diferiţi factori de mediu, dispoziţii la atingerea pragurilor de alertă, dispoziţii la atingerea pragurilor de intervenţie şi stabileşte autorităţile competente. Legea reglementează protecţia mediului ca obiectiv de interes public major, pe baza următoarelor principii şi elemente strategice care conduc la o dezvoltare durabilă a societăţii:

89

90 -

principiul precauţiei în luarea deciziei;

-

principiul prevenirii riscurilor ecologice şi producerii daunelor; principiul conservării biodiversităţii şi a ecosistemelor

-

specifice cadrului biogeografic natural; -

principiul „poluatorul plăteşte”;

-

înlăturarea cu prioritate a poluanţilor ce periclitează nemijlocit şi grav sănătatea oamenilor; crearea sistemului naţional de monitorizare integrată a

-

mediului; -

utilizarea durabilă (de lungă durată);

-

menţinerea,

ameliorarea

calităţii

mediului

şi

reconstrucţia zonelor deteriorate; crearea unui cadru de participare a organizaţiilor

-

neguvernamentale şi a populaţiei la elaborarea şi aplicarea deciziilor; dezvoltarea colaborării internaţionale pentru asigurarea

-

calităţii mediului. Legea prevede modalităţile de implementare a acestor principii şi strategii, reglementează activităţile economice şi sociale cu impact asupra mediului şi procedura de autorizare a lor , stabileşte regimul substanţelor şi deşeurilor periculoase, precum şi a altor deşeuri şi impune reglementarea tehnică a măsurilor de protecţie a mediului de către autoritatea centrală de protecţie a mediului, cu consultarea autorităţilor de specialitate, pe domenii. În lege se definesc unii termeni specifici, cum sunt:  considerabilă a:

90

Impact de mediu – reprezintă modificarea negativă

-

caracteristicilor fizice, chimice şi structurale ale factorilor de mediu;

-

diminuarea diversităţii biologice;

-

modificarea negativă considerabilă a productivităţii ecosistemelor naturale şi antropizate (locuite de oameni);

-

deteriorarea echilibrului ecologic;

-

degradarea considerabilă a calităţii vieţii în ecosistemele antropizate, cauzată de fenomene de poluare a ape, aerului, solului, sau de supraexploatarea resurselor naturale;

-

gestionarea

necorespunzătoare

a

teritoriului,

identificabilă în prezent sau previzibilă a se manifesta în viitor.  Evaluarea riscului

-

analiza probabilităţii şi gravităţii

principalelor componente ale unui impact asupra mediului;  Prag de alertă – concentraţiile de factori poluanţi in apă, aer, sol, sau prezenţi în emisii/evacuări (ale unor instalaţii), ce prezintă riscul unui impact potenţial asupra mediului şi care determină declanşarea unei monitorizări suplimentare în scopul diminuării lor.  Prag de intervenţie - concentraţiile de factori poluanţi in apă, aer, sol, sau prezenţi în emisii/evacuări la care autorităţile competente vor dispune efectuarea studiilor de evaluare a impactului şi reducerea concentraţiilor poluanţilor respectivi în emisii / evacuări.  Autoritate competentă – autoritate împuternicită . Incepând cu februarie 2004, autoritatea centrală de protecţie a mediului în ţara noastră este Ministerul Mediului. Normativul NTPA – 001/2005 stabileşte limitele de încărcare cu poluanţi a apelor uzate evacuate în reţelele de canalizare ale localităţilor(vezi anexa 1)

91

92 In anexa 2 sunt date criteriile de calitate a aerului, conform Normelor Uniunii Europene.

11.4. Principii de perspectivă pentru protecţia mediului Protecţia mediului, în etapa actuală de dezvoltare socială nu mai poate fi realizată prin „dispersarea – diluarea” agenţilor poluanţi, pulberi şi gaze, în aer sau apă. Tendinţa actuală a protecţiei şi prezervării mediului se bazează pe principiul confinare – concentrare”, conform căruia se pretinde găsirea de soluţii tehnice pentru controlarea emisiilor, captarea poluanţilor şi transformarea lor în forme stabile, netoxice, biodegradabile. Aceste tehnologii, care necesită investiţii suplimantare trebuie să asigure: -

protecţia biotopurilor de interes ştiinţific;

-

asigurarea lanţurilor trofice normale ale biocenozelor;

-

asigurarea resurselor naturale (aer, apă, sol, ) curate, pentru obţinerea unei bune productivităţi;

-

echilibrarea presiunii populaţiilor de predători;

-

reciclarea naturală a materiei, prin asigurarea realizării biociclurilor elementelor vitale (carbon, azot, oxigen, etc.); conservarea aspectului estetic, recreativ a mediului.

-

Principalele măsuri tehnologice pentru reducerea şi controlul poluării sunt: -

reducerea emisiilor de agenţi poluanţi din industrie, prin alegerea materiilor prime cu cel mai mic potenţial de poluare,

92

modificarea proceselor tehnologice prin adăugarea unor faze de recuperare a agenţilor poluanţi, utilizarea proceselor în circuit închis, etc. -

reducerea agenţilor poluanţi din transporturi;

-

înlocuirea combustibilului solid, cu lichid, gazos sau acţionarea cu energie electrică a motoarelor; reducerea emisiilor de agenţi poluanţi în agricultură,

-

industrie, etc.; -

reducerea emisiilor poluante radioactive;

-

instalarea unor bariere fizico-chimice în calea răspândirii agenţilor poluanţi la: epurarea gazelor, ventilarea incintelor, desprăfuirea aerului, centrale electronucleare.

11.5. Pentru o dezvoltare durabilă Specialiştii în domeniul mediului au ajuns la un consens asupra necesităţii respectării a două principii esenţiale: -

„o dezvoltare durabilă a societăţii”

-

„respectarea drepturilor mediului”.

Termenul „dezvoltare sustenabilă” a fost utilizat pentru prima dată în raportul din 1987 al Comisiei Mondiale a Mediului şi Dezvoltării (WCED), care a fost investit de către Organizaţia Naţiunilor Unite să analizeze critic problemele globale de mediu şi să formuleze propuneri realiste de rezolvare a lor, astfel ca să fie asigurat progresul omenirii fără subminarea resurselor necesare generaţiilor viitoare. Comisia, condusă de prim ministrul Norvegiei Gro H. Bruntland a definit dezvoltarea sustenabilă (durabilă) astfel: „satisfacerea

93

94 necesităţilor prezentului fără a compromite posibilitatea generaţiilor viitoare de a-şi satisface propriile nevoi”. Conceptul de dezvoltare durabilă impune necesitatea integrării obiectivelor economice cu cele de protecţie a mediului, deoarece dezvoltarea care produce pagube ecologice are consecinţe grave asupra sănătăţii generaţiilor actuale şi viitoare. Managementul ecologic, la fel ca medicina are la bază principiul prevenţiei: „primum non nocere” , întrucât experienţa a dovedit că prevenţia este întotdeauna mai avantajoasă decât tratarea. Dezvoltarea economică este necesară dar nu suficientă pentru atingerea acestui deziderat.

Este necesară o stabilitate politică,

democraţie şi o distribuţie echitabilă, care să asigure participarea şi a celor săraci la beneficiile societăţii. Dezvoltarea durabilă înseamnă progres în bine al întregii omeniri (nu numai a unui grup de privilegiaţi), ce poate fi prelungit pe mai multe generaţii, nu numai pe câţiva ani. Pentru a asigura un viitor durabil pentru noi şi urmaşii noştri este necesar ca fiecare om să dobândească cunoştinţe despre modul cum funcţionează mediul,

în ce fel trebuie să îl protejăm şi să îl

gospodărim. Realizarea condiţiilor pentru o dezvoltare durabilă necesită satisfacerea următoarelor cerinţe: -

proiectarea creşterii economice având în vedere o distribuţie echitabilă a resurselor, cu accent pe laturile calitative ale producţiei;

-

asigurarea

condiţiilor

pentru

satisfacerea

esenţiale de hrană, energie, locuinţă,

nevoilor

loc de muncă,

asistenţă medicală, în scopul eliminării şi combaterii sărăciei;

94

-

controlul creşterii demografice;

-

supravegherea (monitorizarea) impactului activităţilor economice asupra mediului şi întreţinerea biodiversităţii;

-

exploatarea judicioasă a resurselor naturale;

-

creşterea gradului de implicare în luarea deciziilor privind protecţia mediului a tuturor factorilor implicaţi în activităţi de cercetare, proiectare, dezvoltare, producţie.

Conceptul dezvoltării durabile a devenit în ultimii ani un obiectiv strategic pentru întreaga umanitate, fiind preluat şi adaptat condiţiilor specifice de către fiecare ţară.

11.6. Ingineria

mediului,

parte

integrantă

a

protecţiei mediului Ingineria mediului este o specializare tehnică, cu caracter interdisciplinar, care s-a dezvoltat cu precădere în ultimii 20 de ani, având ca obiectiv general găsirea soluţiilor optime de interacţiune a patru sisteme: economic, tehnologic, ambiental şi uman. Acest optim corespunde conceptului de dezvoltare durabilă, care poate fi susţinută numai prin considerarea celor patru sisteme într-un tot unitar. Ingineria mediului se regăseşte în componenta economico – tehnologică a protecţiei mediului întrucât propune şi aplică soluţii de dezvoltare a efectelor favorabile si de minimalizare a efectelor negative asupra mediului datorate activităţilor umane. In acest scop, ingineria mediului abordează în aceeaşi măsură activităţi de: evaluare a impactului ecologic, monitoringul mediului, reglementări tehnice privind calitatea factorilor de mediu, măsuri de protecţie a resurselor de apă, a atmosferei, a solului, faunei şi florei, etc., controlul

95

96 zgomotelor, vibraţiilor, radioactivităţii, elaborează criterii pentru crearea unor tehnologii „curate”.

96

Anexa 1 Limitele de încărcare cu poluanţi a apelor uzate evacuate în reţelele de canalizare ale localităţilor Tabelul nr. 1 Nr. crt.

Indicator de calitate

1. 2. 3.

Temperatura pH Materii totale în

4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

suspensie(MTS) Consum biochimic de oxigen Consum chimic de oxigen Azotat amoniacal Fosfor total Cianuri Sulfuri şi hidrogen sulfurat Sulfiţi Sulfaţi Fenoli antrenabili cu vapori

U.M. 0

C

Limite max.

Metoda de

admisibile

analiză

mg/dm3

40 6,5 – 8,5 300

mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3

300 500 30 5,0 0,5 0,5 10 400

SR 6560--82 SR ISO 6060/96 SR 8683-70 SR 10 067-75 SR 7685-79 SR 7510-66 SR 7661-89 SR 8601-70

mg/dm3

30

SR 7167-92

13.

de apă Subst. extractibile cu eteri de

14.

petrol Detergenţi anionici

mg/dm3 mg/dm3

20 30

SR 7587-96 SR 7875-96

15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23.

biodegradab. Plumb Cadmiu Crom trivalent Crom hexavalent Cupru Nichel Zinc Mangan Clor liber

mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3 mg/dm3

0,5 0,1 1,0 0,1 0,1 1,0 1,0 1,0 1,0

SR 8637-79 SR ISO 5961-93 SR 7884-91 SR 7884-91 SR 7795-80 SR 7987-67 SR 8314-87 SR 8662-70 SR 6364-78

SR 8619/3-90 SR 6953 - 81

97

98 Anexa 2 Criteriile de calitate a aerului. Normele Uniunii Europene Poluantul NO2

Criteriul Valoare ghid Valoare limită Valoare limită

SO2 Valoare ghid Particule în Valoare ghid suspensie

Pb

O3

98

Valoarea, μg/m3 aer* 50 135 200 80 130 250*** 40-60 100-150 40-60

Valoare limită

40-60 80 130

Valoare limită

250*** 2,0

Prag vegetaţie Prag sănătate Prag inf. pop. Prag vegetaţie Prag alertă

65

Modul de calcul i50** i98** i98 i50 i50, pentru perioada de iarnă i98 Media anuală Media zilnică Media anuală a valorilor zilnice

Media zilnică i50 i50, pentru perioada de iarnă i98 Media anuală a valorilor zilnice Media zilnică a valorilor orare

110 180 200

Media pe 8 ore Media orară Media orară

360

Media orară

BIBLIOGRAFIE 1. Odum E.P., „Fundamentals of ecology”, Saunders and C., Philadelphia and London, 1959.

2. Stugren, B., „ Ecologie generală”, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

1975; Botnariuc, N., Văideanu, A., „Ecologie”, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982. Dajoz, R., „Precis d’ecologie” Dunod, Paris, 1985. Barbault, R., „Ecologie génerale. Structure et fonctionnement de la biosphère.” – Ed. Masson, Paris, 1990. Ionescu, Al., Barabaş, N, Lungu, V. „Ecologie şi protecţia mediului” – Culegere de lucrări prezentate la Al IX-lea Simpozion „Ecologie şi protecţia mediului, Călimăneşti, 04 - 06.06.1992 Târziu, D.R., „Ecologie” Curs univ. - Univ. TRANSILVANIA din Braşov,1994. Popescu M., Popescu M. „Ecologie aplicată” Ed. „Matrix Rom” Bucureşti, 2000 Cunningam, W.P., Saigo Woodworth, B., “Environmental Science – a global concerne”, Wm. C. Brown Publishers, USA, 2001 Duma, Sigismund, “Geoecologie”, Ed. Dacia, 2000.

11. *** Legi şi normative în domeniul mediului: - Legea 265 /2006 - “Protecţia mediului” - Legea 620/200 - “Convenţia europeană a peisajului” - OUG 152 / 2005 - “Prevenirea, reducerea şi controlul integral al poluării” - Ordin MMSS nr. 508/2002 – “Norme generale de protecţie a muncii” - Ordin 184/1997 – “Procedura de realizare a bilanţurilor de mediu” - Ordin 860/2002 – “Procedura de evaluare a impactului asupra mediului şi de emitere a acordului de mediu”

99