Wykład 1 Jankowski PDF

Wykład 1 Jankowski System przyrodniczy - otwarty, odnawialny, przekształcony, dynamicznie zrównoważony i hierarchicznie uporządkowany układ ekologiczny, w skład którego wchodzą komponenty abiotyczne i biotyczne powiązane wzajemnymi oddziaływaniami. Posiada własną strukturę przestrzenną, zmiennoś...

Wykład 1 Jankowski System przyrodniczy - otwarty, odnawialny, przekształcony, dynamicznie zrównoważony i hierarchicznie uporządkowany układ ekologiczny, w skład którego wchodzą komponenty abiotyczne i biotyczne powiązane wzajemnymi oddziaływaniami. Posiada własną strukturę przestrzenną, zmienność i dynamikę czasową i sposób funkcjonowania. Elementem tego systemu jest człowiek i społeczeństwo. Środowisko przyrodnicze - całokształt ożywionych i nieożywionych składników przyrody, ściśle powiązanych. Można wyróżnić w nim elementy: -​ abiotyczne - budowa geologiczna, rzeźba terenu, klimat, stosunki wodne, gleba -​ biotyczne - organizmy żywe Środowisko geograficzne - otoczenie fizyczne (nieograniczone) i biotyczne przekształcone przez człowieka i wzbogacone przez elementy antropogeniczne Monitoring - regularne jakościowe i ilościowe pomiary środowiska prowadzone przez określony czas. Zgromadzone dane pozwalają tworzyć modele i podejmować działania naprawcze i kontrolne 3 zasady monitoringu: -​ cykliczność pomiarów -​ unifikacja sprzętu i metodyk badawczych -​ unifikacja interpretacji. Monitoring środowiska - badanie, analiza i ocena stanu środowiska w celu obserwacji zachodzących zmian, niekiedy obejmuje prognozowanie. Do zadań monitoringu należą: -​ aktualny stan i stopień zanieczyszczenia -​ ilość zanieczyszczeń odprowadzanych do środowiska. Skale monitoringu środowiska: -​ globalna -​ kontynentalna -​ ogólnokrajowa -​ regionalna -​ lokaln Standardowe metody badań: -​ manualne - pomiary okresowe -​ półautomatyczne stacje pomiarowe -​ automatyczne systemy pomiarowo-alarmowe -​ teledetekcja - zdalne monitorowanie jakości środowiska przy użyciu promieniowania elektromagnetycznego -​ bioindykacja - monitoring biologiczny zanieczyszczeń, rośliny i zwierzęta pozwalają zaobserwować obecność zanieczyszczeń Techniki prowadzenia pomiarów: ​ stałe sieci pomiarowe ​ ruchome punkty pomiarowe ​ nowoczesne systemy zbierania, ewidencji i przetwarzania danych i pomiarów: ○​ komputerowe bazy danych ○​ statystyczna analiza danych ○​ GIS ○​ systemy jakości Inspekcja Ochrony Środowiska - sprawuje kontrolę nad realizacją przepisów prawnych o ochronie środowiska i racjonalnym korzystaniu z zasobów przyrody. Bierze udział w procesie lokalizacji inwestycji Podstawy działania Państwowego Monitoringu Środowiska - na podstawie: -​ Ustawa z dnia 20 lipca 1991 roku o Inspekcji Ochrony Środowiska -​ Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 roku Prawo Ochrony Środowiska PMŚ jest realizowany na podstawie wieloletnich programów opracowywanych przez GIOŚ i zatwierdzanych przez właściwego ministra oraz wojewódzkich programów. Zebrane dane z PMŚ wykorzystywane są do zarządzania środowiskiem za pomocą instrumentów prawnych Zadania PMŚ w skali międzynarodowej: -​ wypełnianie przepisów i konwencji międzynarodowych -​ dla potrzeb związanych z rozwojem regionalnym -​ na potrzeby funkcjonowania funduszy spójności i sprawozdawczość Główne założenia Programu Państwowego Monitoringu Środowiska na lata 2007-2009: 1.​ Pełne dostosowanie monitoringu do przepisów unijnych. Istnieje szereg aktów prawnych takich jak: -​ ramowa dyrektywa wodna -​ konwencja o różnorodności biologicznej -​ dyrektywa ptasia -​ dyrektywa siedliskowa -​ konwencja helsińska (przywrócenie dobrego stanu Morza Bałtyckiego) Struktura merytoryczna PMŚ: 1.​ Blok stan – podsystemy - działania związane z pozyskiwaniem, gromadzeniem, analizowaniem i upowszechnianiem informacji o poziomach substancji i innych wskaźników charakteryzujących stan poszczególnych elementów przyrodniczych. -​ Monitoring jakości powietrza -​ Monitoring jakości wód -​ Monitoring jakości gleby i ziemi -​ Monitoring przyrody -​ Monitoring hałasu -​ Monitoring pól elektromagnetycznych -​ Monitoring promieniowania jonizującego  2.​ Blok presje- w ramach bloku będą pozyskiwane informacje o źródłach i ładunkach substancji odprowadzanych do środowiska, a w szczególności informacje o emisjach pozyskiwane z systemu administracyjnego, statystyki publicznej oraz wytwarzane przez Inspekcję Ochrony Środowiska. 3.​ Blok prognozy i oceny – informacje gromadzone w ramach bloków presje i stan zasilą blok- oceny i prognozy, w ramach którego będą wykonywane zintegrowane oceny i prognozy stanu środowiska, analizy przyczynowo-skutkowe wiążące istniejący stan środowiska z czynnikami kształtującymi ten stan, mającymi swoje źródło w społeczno-gospodarczej działalności człowieka. Programy PMŚ od 2007 roku -​ Wydawnictwa PIOŚ – Biblioteka Monitoringu Środowiska: Raport o stanie środowiska województwa -​ Stan środowiska w Polsce, raport wskaźnikowy Monitoring przyrody (ożywionej) -​ ma objąć wszystkie poziomy różnorodności biologicznej (gatunki, różnorodność wewnątrzgatunkową, ekosystemową) -​ uwzględniono przyrodę naturalną i półnaturalną i przyrodę ekosystemów reprezentujących główne formy użytkowania ziemi -​ obecnie koncentruje się na składnikach wymaganych przez sprawozdawczość unijną: -​ konwencja o różnorodności biologicznej -​ obszary Natura 2000 -​ dyrektywa wodna -​ monitoring ornitologiczny -​ monitoring gatunków przyrodniczych i siedlisk przyrodniczych -​ monitoring gatunków pozyskiwanych dla potrzeb przemysłowych narażonych nadmierną eksploatacją -​ monitoring lasów (Stałe Powierzchnie Obserwacyjne 1, 2, 3 rzędu) Wykład 2 Monitoring gatunków i siedlisk morskich - celem projektu jest pozyskanie danych z polskiej części Bałtyku, w celu śledzenia skuteczności działań ochronnych oraz wypełniania obowiązków sprawozdawczych wynikających z prawa. Monitorowane przedmioty: -siedliska -ryby i minogi -ssaki morskie Konieczność prowadzenia monitoringu gatunków inwazyjnych (gatunki allochtoniczne) - gatunki obce, ekspansywne, stanowią zagrożenie dla gatunków rodzimych. Stanowią jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla bioróżnorodności. Monitoring gleb - zapisują informacje o stanie środowiska. Cechy konserwatywne gleb - uziarnienie, skład mineralny Cechy dynamiczne gleb - wilgotność, temperatura, skład roztworu glebowego, odczyn, skład mikroflory Krajowa sieć monitoringu glebowego działa w ramach PMŚ: -​ 216 stanowisk na glebach uprawnych -​ 40 stanowisk na użytkach zielonych -​ 50 stanowisk w lasach Typy gleb objęte monitoringiem: -​ gleby bielicowe -​ płowe -​ brunatne -​ czarnoziemy -​ czarne ziemie -​ rędziny -​ mady W materiale glebowym oznacza się - składniki odżywcze, mikropierwiastki, zanieczyszczenia, radioaktywność, przewodnictwo elektryczne właściwe, zasolenie W materiale roślinnym - suchą masę, zawartość S ogółem, całkowitą zawartość niektórych metali, globalną aktywność beta lub radionuklidów Na glebach uprawnych wykonuje się pełen monitoring co 5 lat a na użytkach zielonych co 10 lat Coroczne pomiary właściwości gleb: -​ pH -​ przewodnictwo -​ zawartość siarczanów i metali ciężkich Monitoring hałasu 1.​ Klasyfikacja i podział hałasu ze względu na zakres częstotliwości: -​ hałas infradźwiękowy -​ hałas słyszalny - częstotliwość w przedziale 20-20000 Hz -​ hałas ultradźwiękowy 2.​ Źródła hałasu: -​ samochody, -​ samoloty, -​ koleje, -​ przemysł, -​ hałas komunalny 3.​ Jednostka - decybele dB 4.​ Zasięg hałasu - odległość od źródła dla której poziom dźwięku emitowanego jest powyżej dopuszczalnego 5.​ Klimat akustyczny - całokształt zjawisk akustycznych na danym terenie Przykładowe wartości progowe poziomów hałasu: -​ obszary ochrony uzdrowiskowej - 60 dB dzień, 50 dB na noc -​ tereny zabudowy mieszkaniowej - 75 dB dzień, 67 dB noc Monitoring hałasu (ocenę stanu akustycznego środowiska) dokonuje się co 5 lat dla: -​ aglomeracji powyżej 100 tys., -​ głównych dróg i linii kolejowych oraz portów lotniczych Monitoring promieniowania jonizującego 1.​ biologiczne skutki promieniowania: -​ somatyczne (wczesne i odległe) – nowotwory, bezpłodność, zahamowanie rozwoju -​ genetyczne (mutacje) 2.​ Źródła promieniowania jonizującego: -​ Naturalne: ​ kosmos, ​ słońce, ​ złoża pierwiastków promieniotwórczych -​ Sztuczne: ​ generatory promieniowania rentgenowskiego, ​ sztucznie wytwarzane izotopy, ​ urządzenia medyczne, ​ reaktory atomowe, ​ próby nuklearne 3.​ Monitoring ten dzieli się na krajowy i lokalny Wykład 3 Monitoring pól elektromagnetycznych Pole elektromagnetyczne - to szczególny stan materii, charakteryzujący wszelkie, równoczesne oddziaływania między ładunkami elektrycznymi i dipolami magnetycznymi za pośrednictwem pola elektrycznego i pola magnetycznego. Gęstość mocy pola - jednostka charakteryzująca stan energetyczny pola elektromagnetycznego wyrażana w watach na metr kwadratowy (W/m²). Źródła PEM: -​ Naturalne: ​ magnetyzm ziemi, ​ wyładowania atmosferyczne -​ Sztuczne: ​ telefony bezprzewodowe i komórkowe (900-2100 MHz), ​ anteny nadawcze radiostacji i TV, ​ Radary, ​ Linie elektroenergetyczne (ok. 50 Hz) Obiekty, w których prowadzi się badania: 1.​ tereny przeznaczone pod zabudowę mieszkaniową 2.​ miejsca dostępne dla ludności: -​ centralne dzielnice lub osiedla miast o liczbie mieszkańców powyżej 50 tys. mieszkańców -​ pozostałe miasta -​ tereny wiejskie Sieć 135 pkt pomiarowych na terenie każdego województwa. Pomiary wykonuje się w 3- letnim cyklu, po 45 punktów rocznie 0 MHz-300GHz Pomiary powinny być powtarzane po każdym pełnym cyklu, trwającym 3 lata, 1 w każdym punkcie. Stan środowiska Polski w świetle badań monitoringowych 1.​ Walory: -​ 30% zalesienie -​ 23 parki narodowe -​ około 125 parków krajobrazowych -​ 11 rezerwatów biosfery -​ 19 obiektów z listy Konwencji Ramsarskiej -​ 1 obiekt z listy UNESCO -​ czyste i produktywne gleby 2.​ Strefy zagrożenia ekologicznego i obszary klęski ekologicznej na terenie Polski (27) 3.​ Obszary klęski ekologicznej (4): -​ Górnośląski Okręg Przemysłowy -​ Obszar Krakowski -​ Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy -​ Obszar Gdański Czarny Trójkąt – dwutlenek siarki SO2 Wykład 1 Kejna System przyrodniczy - otwarty, odnawialny, przekształcalny, dynamicznie zrównoważony i hierarchicznie uporządkowany układ ekologiczny, w skład którego wchodzą elementy abiotyczne i biotyczne. Geoekologia - zajmuje się sposobami gospodarowania na danym terenie, najefektywniejszym wykorzystaniem zasobów przyrody dla potrzeb człowieka. Granice systemu przyrodniczego: -​ atmosfera- powłoka gazowa otaczająca kulę ziemską, będącą mieszaniną gazów. W powietrzu są też aerozole, krople wody, kryształki lodu. W atmosferze powstaje pogoda i warunki kształtujące klimat; -​ hydrosfera; -​ kriosfera; -​ biosfera; -​ pedosfera; -​ litosfera; -​ antroposfera; Meteorologia - nauka o aktualnym stanie pogody i procesach zachodzących w atmosferze w danej chwili Pogoda - chwilowy stan atmosfery określony przez ściśle powiązane składniki Klimatologia - nauka o klimacie Klimat - wieloletni układ charakterystycznych dla danego obszaru stanów pogody Monitoring atmosfery: -​ Satelitarne – obrazowe -​ Profilowe - telemetryczne (balony, samoloty), teledetekcyjne (radar, sonar, lidar) -​ Przestrzenne - radary meteorologiczne, inne detektory zjawisk atmosferycznych -​ Punktowe - manualne, automatyczne Ogródek meteorologiczny: -​ detektor opadów -​ wysokość podstawy chmur -​ temperatura gruntu -​ widzialnomierz -​ wiatromierze -​ heliograf - do pomiaru czasu usłonecznienia rzeczywistego -​ pyranometr (promienie słoneczne rozproszone) -​ bilansomierz (bilans promieniowania) -​ klatka meteorologiczna (temperatura i wilgotność powietrza)solarymetr (promienie słoneczne bezpośrednie) Przyrządy meteorologiczne - przyrząd pomiarowy wskazujący konkretną wielkość mianowaną. Przyrządy mają zakres pomiarowy, dokładność wskazań i wartość podziałki elementarnej, czułość przyrządu Ciśnienie atmosferyczne - nacisk wywierany przez ciężar słupa powietrza na jednostkę powierzchni ziemi. Ciśnienie normalne to 1013 hPa. 1 N/m2 = 1 Pa Metody pomiaru ciśnienia atmosferycznego: -​ hydrostatyczne (Torricelli) -​ deformacyjne -​ termobarometryczne Wiatr – poziomy ruch powietrza względem powierzchni ziemi wywołany gradientem ciśnienia atmosferycznego. Opisujemy wiatr przez 2 parametry: kierunek i prędkość Metody pomiaru prędkości wiatru: -​ czujnik płytkowy -​ czujnik czaszowy -​ czujnik skrzydełkowy -​ czujnik ciśnieniowy Promieniowanie słoneczne - promieniowanie elektromagnetyczne Usłonecznienie - czas przez jaki świeci słońce w ciągu doby wyrażany w godzinach (bezwzględnie) lub procentowo (względnie najczęściej długość dnia) Wykład 2 Temperatura - wartość fizyczna wyrażająca intensywność ruchów cząsteczek danego ciała. Jej miarą jest energia kinetyczna atomów danego ciała. Podział termometrów: -​ cieczowe: zwykłe, ekstremalne (maksymalne, minimalne, maksymalno-minimalne), glebowe -​ deformacyjne: bimetaliczne (termograf) -​ elektryczne: oporowe, półprzewodnikowe, termoelektryczne Wilgotność powietrza: 1.​ Zawartość pary wodnej w powietrzu wynosi od 0 do 4% objętości. 2.​ Wilgotność powietrza wyrażamy w jednostkach bezwzględnych i względnych: -​ wilgotność właściwa g/kg -​ wilgotność bezwzględna -​ stosunek zmieszania -​ prężność (ciśnienie pary wodnej) (hPa) -​ maksymalne ciśnienie pary wodnej w danej temperaturze (hPa) -​ wilgotność względna -​ niedosyt ciśnienia pary wodnej -​ temperatura punktu rosy Metody pomiaru wilgotności powietrza: -​ psychrometryczna -​ absorpcyjna (organiczna i wagowa) -​ temperatura punktu rosy - temperatura, w której może rozpocząć się proces skraplania gazu lub wybranego składnika mieszaniny gazów przy ustalonym ciśnieniu, a w przypadku mieszaniny gazów również przy określonym składzie. Przyrządy służące do pomiaru wilgotności powietrza: -​ Psychrometr Augusta -​ Assmanna -​ higrometr włosowy -​ termograf -​ higrograf Opady atmosferyczne - produkty kondensacji lub sublimacji pary wodnej docierające do powierzchni ziemi Opady ciekłe - deszcz, mżawka Opady stałe - śnieg, krupa śnieżna, śnieg ziarnisty, ziarna lodowe, grad, pył diamentowy Metody pomiarowe: -​ recepcyjna -​ pływakowa -​ wagowa -​ korytka wywrotnego Przyrządy: -​ Deszczomierz Hellmanna -​ Pluwiograf Pomiary opadów: -​ opad atmosferyczny mierzymy o godz. 7:00 CŚE. Wyniki zapisujemy do doby poprzedniej. -​ sumę opadu wyrażamy w mm [1 mm = 1 litr wody na m2] -​ kropka to w meteorologii brak zjawiska P=. -​ P= 0,0 mm – był opad ale śladowy