Transcript 10. Utjecaj čovjeka na hidrosferu i kriosferu

Utjecaj čovjeka na hidrosferu i kriosferu
Prof.dr.sc. Stjepan Krčmar
Odjel za biologiju, Sveučilište
J.J. Strossmayera u Osijeku

hidrosfera s vodenom masom od 1,4 milijarde km3 pokriva 71% površine
planeta Zemlje
od 1,6 do 1,8 milijuna opisanih vrsta –
hidrosfera sadrži 275.000 vrsta

mora i oceani čine 97,5% hidrosfere

hidrosfera je izvor hrane i osnova za život (ribe i drugi vodeni organizmi),
2/3 svjetskog stanovništva živi u priobalnom području mora i oceana u
pojasu širokom 60 km, od 23 najveća grada na svijetu, 16 se nalazi na
morskoj obali

prema podacima (FAO -a) 1995. bilo je 30 milijuna ribara, 95% u Aziji

ulov je iznosio preko 80 milijuna tona ribe

od 20.000 postojećih vrsta riba gospodarski ulov se odnosi na oko 200
vrsta riba
Slika 105. Kontinenti i oceani


hranidbeni lanci u mnogim morskim područjima su isprekidani,
poremećena je dinamika populacije pojedinih vrsta, te često i cijela
biološka ravnoteža
FAO predlaže redukciju svjetskih lovnih kapaciteta prije svega
industrijskih brodova za 50%

1998. proglašena je godinom oceana, gdje se upozorilo na posljedice
prelova i onečišćenosti morskih ekosustava

najčešći lovni ciljevi su
tuna (Thunnus thinnus) i
pilun (Xiphias gladius)
Slika 107. Thunnus
thinnus
Slika 106. Xiphias gladius

od 1993. do 1998. uginulo je u mrežama ribara 40.000 dupina i 30
kitova ulješura


potraženja za nekim vrstama riba,
školjkaša i rakova ostvaruje se kroz
umjetni uzgoj u marikulturama,
tzv. plava revolucija koja godišnje
donosi 6 milijardi $ i u kojoj sudjeluje
oko 50 zemalja
morski rakovi iznose samo 3% po
težini, a prodajna vrijednost iznosi 20%
Slika108. Plutajući ribogojilišni bazeni (kavezi)
za uzgoj riba u prirodnom okruženju

glavni proizvođači su Kina s 57%
svjetske proizvodnje, Indija 9%,
Japan, Indonezija 4%

prema FAO-a od1992. do 1996., uništeno je 1,2 milijuna ha mangrova, šumskih
ekoloških sustava na plitkim obalama u zoni plime i oseke, koji su važna
mrijestilišta riba i drugih vodenih organizama

utvrđena je kemijska opterećenost akvakultura zbog uporabe ribljeg brašna i
antibiotika

neživi resursi u moru i oceanima su zemni plin, koji se crpi sa 17% , nafta
sa 26%

zalihe nafte se procjenjuju na
6,5 milijardi t, zemnog plina
21,4 milijarde t

na dubinama većim od 400 m
nalazi se hidrat metana
(80% vode + 20% metana)
Slika 109. Platforma nafte

pretpostavlja se da je tako uskladišteno 10.000 GtC (metan atmosfere 3,6
GtC)

čovjek onečišćuje kemikalijama: padaline, stajaću i tekuću površinsku
vodu na kopnu, poniruću i podzemnu vodu, mora i oceane, vodenu paru

godišnja proizvodnja kemikalija procjenjuje se na 300 milijuna tona

s kopna dolazi 80% onečišćenja: industrijske kemikalije, otpadne vode
sela i gradova, poljodjelska gnojiva, pesticidi, teški metali, boje za
brodove, klorirani ugljikovodici, čvrsti kućni i industrijski otpad
dovode često do hormonalnih
poremećaja morskih organizama

Meksički zaljev (ispred obala Luisiane
u SAD) nastaje svake godine
beživotan morski prostor površine
10.000 km2, dubine 60 m zbog
eutrofikacije unosa N i P iz rijeke
Mississipi u iznosu od1,82 milijuna
tona godišnje
Slika 110. Meksički zaljev
u unutrašnjosti se koristi 130 kg N po ha za uzgoj
kukuruza
tankeri za prijevoz sirove nafte godišnje prevezu
1,4 milijarde t, koje često rezultiraju nesrećama:
Andros Patria (Grčka) 1978., Španjolska (50.000 t),
Amoco Cadiz (Liberija) Brest (230.000 t), Kharg 5
(Iran) 1989. Sjeverna Afrika (70.000 t), Haven
(Cipar) 1991. Đenova (50.000 t) itd.
Slika 111. Naftna korporacija
Exxon Mobil
takve nesreće sudjeluju u onečišćenju mora s 10%, ukupni godišnji izljev nafte
iznosi 3,2 do 6,3 milijuna t
iz pogonskih goriva brodova u atmosferu se otpušta 10 milijuna t NOx i
8,5 milijuna t SO2

1 l ulja pokvari okus 1.000.000 l pitke vode

pretpostavlja se da na morskom dnu ima
desetak milijuna t naftnog mulja
Slika 112. Plutajući sloj nafte

plutajući sloj nafte: onemogućava fotosintezu fitoplanktona i uzrokuje
ugibanje morskih životinja (ptice i sisavci)

nezasićeni aromatski ugljikovodici smanjuju mogućnost orijentacije,
traženje hrane kod morskih organizama već i pri malim koncentracijama
od 0,001 x 10-6

globalizacija privrede dovodi i do globalizacije flore i faune







zelena alga Caulerpa taxifolia (tropski
Pacifik)
prvo nalazište u Monaku 1984.
(za 5 godina - 1 ha površine)
1996. unutar 100 km dugog pojasa od
Tulona i Alassia na površini od 4630
ha
u Hrvatskoj je nađena oko otoka
Hvara, Krka i Raba
konkurentna je vogi, morskoj travi
(Posidonia oceanica)
ne ulazi u prehrambene lance, otporna
je na hladnoću; može preživjeti
nekoliko dana na 70 C, 3 mjeseca na
100 C, raste na temperaturi iznad 150 C
širi se sidrima brodova, mogućnost
suzbijanja mehaničkim čišćenjem
rebrasta meduza Mnemiopsis leidyi Crno more - smanjen ulov srdela za
90%.
Slika 113.Caulerpa taxifolia
Slika 114. Mnemiopsis leidyi
slatka voda je: životni prostor, živežna namirnica,
sirovina, transportni medij, izvor i prenosilac energije,
otapalo, prijamnik i otpremnik nečistoće, sredstvo za
poljoprivrednu i industrijsku proizvodnju,
multifunkcionalni resurs
Slika 115. Voda za piće
na kopno godišnje padne oko 110.000 km3 padalina, ispari 71.000 km3
obnova vodnih zaliha iznosi 39.000 km3 godišnje
25.000 km3 (64%) otječe
površinski (nestabilna zaliha)
za očuvanje ove vode izgrađeno
je 40.000 akumulacijskih jezera
14.000 km3 obnavlja površinsku
stajaću vodu i podzemnu vodu
(stabilna zaliha)
fosilna podzemna voda, voda
prošlih klimatskih razdoblja
nalazi se na dubini do 2000 m,
njen volumen se procjenjuje na
23,4 milijuna km3 od čega, 45%
iznosi slatka voda
Slika 116. Slapovi Krke
Tablica 7. Godišnja obnovljiva vodena masa na pojedinim kontinentima
Kontinent
km3/god
mm
m3/god/st
Europa
3.110
319
4.410
Azija
13.190
293
4.130
Afrika
4.225
139
6.581
S. Amerika
5.960
287
13.925
J. Amerika
10.380
583
34.949
Australija
1.965
225
7.337
Ukupno
38.830
1846
71.332

2 milijarde ljudi nema dovoljnu opskrbu vodom

najviša potrošnja vode po stanovniku je u UAE 528 l dnevno

individualna dnevna potrošnja vode: Italija 251 l, Švicarska 242 l,
Španjolska 210 l, Etiopija 16 l, Indija 25 l

4% ljudi troši dnevno više od 300 do 400 l vode po osobi za kućanske
potrebe


2/3 stanovništva  50 l vode (dnevno)
najveća potrošnja vode je u:
poljoprivredi 70%
industriji 22 do 24%
domaćinstvima tek 8%
Slika 117. Navodnjavanje
Tablica 8. Količina godišnje potrošnje vode na pojedinim kontinentima
Kontinent
Godina
Potrošnja
po stanovniku
u kućanstvu
(km3)
(m3)
%
Afrika
1995
10
199
7
Azija
1987
98
542
6
Europa
1995
455
626
14
S. Amerika
1995
608
1.451
9
Australija
1995
17
586
19
J. Amerika
1995
106
332
18
Cijeli svijet
1987
3.240
645
8
Tablica 9. Dnevna potrošnja vode po stanovniku u Srednjoj Europi
(Njemačka 1996).
Oblik korištenja
(litara)
%
Piće i kuhanje
4
3
Osobna higijena
48
36
WC
42
32
Pranje rublja
18
14
Pranje suđa
8
6
Čišćenje stana
4
3
Ostalo (vrt itd)
8
6
132
100
Ukupno

intenzivnije obrađivane poljoprivredne površine danas zauzimaju oko
1,5 milijardi ha, navodnjava se 18% ili 270 milijuna ha s 3.100 km3
vode

godišnje se na njima ostvaruje 40% svjetskog uroda, najviše 64 % od
tih poljoprivrednih površina nalazi se u Aziji, Kini, Indiji, Pakistanu,
Indoneziji, Tajlandu i Turskoj, u zemljama tzv. zelene revolucije

PROSJEČNA POTROŠNJA VODE U INDUSTRIJSKIM
GRANAMA IZNOSI OD 22% DO 24%

razlike:
Njemačka, Belgija, Finska, 80 - 85 % potrošnja vode u industriji,
Grčka, Španjolska, Portugal , 30%, zemlje u razvoju 10 do 30%
Tablica 10. Godišnja potrošnja vode na kontinentima (km3), u
poljoprivredi, po stanovniku (m2) i udio poljoprivrede u
potrošnji vode (%)
Kontinent
godina
ukupna potrošnja
po stanovniku
poljoprivreda u
(km3)
(m2)
ukupnoj potrošnji
%
Afrika
1995
145
175
88
Azija
1987
1633
460
85
Europa
1995
455
244
31
S. Amerika
1995
608
711
49
J. Amerika
1995
106
196
59
Australija
1995
17
199
34,5
Tablica 11. Potrošnja vode u industriji po kontinentima
Kontinent
Potrošnja vode u industriji (%)
Afrika
5
Azija
9
Europa
55
S. Amerika
42
Australija
2
J. Amerika
23
Cijeli svijet
23
Onečišćenost tekućica i stajaćica

5% otpadnih voda se na svijetu pročišćuje

onečišćenom vodom često se prenose različiti uzročnici bolesti

procjenjuje se da godišnje umire 25 milijuna ljudi od infekcija
uzrokovanih protozoima: Entoameba histolytica i Girardia lamblia
bakterije:
Escheria coli, Salmonella
typhi, Legionella
pneumophila, Vibrio
cholerae te razni virusi
zbog nedovoljnog
razdvajanja pitke i
otpadne vode
Slika 118. Entoameba
histolytica
Slika 119. Girardia
Lambia
Slika 120.

u 20 st. sintetizirano je 10 milijuna kemijskih spojeva

pretpostavlja se da hrana sadrži 6 - 8000 spojeva

posebno su štetni spojevi klora koji djeluju mutageno i kancerogeno

Njemačka godišnje proizvodi 3 milijuna t klora ili 37 kg po stanovniku

klor služi u proizvodnji: sredstava za dezinfekciju, lijekova, pesticida, za
čišćenje itd.

Uzroci onečišćenosti stajaćica i tekućica su:
otopljene soli: kloridi, sulfati, bikarbonati natrija,
kalija, kalcija i magnezija,
zbog navodnjavanja, kiselih kiša, industrijskih
djelatnosti i soli za autoceste

teški metali: krom, mangan, cink, arsen, kadmij, bakar, živa, nikal,
olovo iz metaloprerađivačke industrije, iz kopova mineralnih sirovina,
metalnih rudača, iz odlagališta industrijskog i komunalnog otpada

organoklorpesticidi (DDT), organofosforpesticidi,
karbamati, triacini, u prodaji se nalazi oko 10.000
pesticida koji se koriste u poljoprivredi

granične vrijednosti ovih spojeva u pitkoj vodi
pojedinačno iznose 0,1g/l skupno 0,5 g/l
Slika 121. DDT
?



u Njemačkoj je 30% obradivih
ratarskih površina, a u Europi 65%
obradivih ratarskih površina
onečišćeno
PCB – poliklorirani bifenili su
izuzetno štetni , nakupljaju se u
hranidbenim lancima, gdje uzrokuju
razne karcinome i mutagene
deformacije
eutrofikacija (N, P)
Slika 122. Poliklorirani bifenili
Slika 123. Obradive ratarske površine
Tablica 12. Stupnjevi eutrofikacije površinskih voda
Stupanj
ultra –
Ukupni P
(mg m3)
Prosječni
sadržaj
klorofila
(mg m3)
Srednja
dubinska
vidljivost (m)
zasićenost
O2 %
4
1
12
90
oligotrofno
10
2,5
6
80
mezotrofno
10-35
2,5-8
6-3
80-40
eutrofno
35-100
8-25
3-1,5
40-10
hipertrofno
 100
 25
 1,5
10 - 0
oligotrofno

bilježi se porast količine dušikovih spojeva
(NH4, NO3) za 210 milijuna t godišnje
(prirodnim putem nastaje 140 milijuna t),
što ukazuje na poremećaje globalnog kruženja dušika

u srednjoj Europi u poljoprivredi troši se 95 kg/ha dušikovih spojeva
godišnje

1980. trošilo se 120 do 130 kg/ha dušikovih spojeva

koncentracija nitrata u drenažnoj vodi ispod oranica iznosi 60 do 150 mg/l ,
a granična vrijednost za pitku vodu je 50 mg/l

nitrat - nitrit - granična vrijednost (0,1 mg/l) - kancerogeni nitrosamini

nadzemne i podzemne nuklearne eksplozije, nuklearne elektrane,
radioaktivni otpad
1995. bilježi se 440 nuklearnih elektrana s
kapacitetom od 2,2 milijarde KWh
(17% svjetske proizvodnje električne energije)
glavni problem je skladištenje radioaktivnog otpada
godišnje se ispušta 150 milijuna t sumpora iz
termoelektrana i 49 milijuna t dušika iz motornih
vozila
zakiseljavanje voda (SO2) i (NO, NO2)
kišnica mijenja pH vrijednost, nekada je imala 4,6
do 5,6 zbog (H2CO3), danas ima pH od 4,0- 4,6
poljoprivreda doprinosi emisiji dušika s 54 milijuna
t u obliku NH3 koji se pretvara u NH4+
Slika 124. Černobil 26. travnja1986
Slika 125.
Utjecaj čovjeka na kriosferu
polarni ledenjaci na moru, kopnu, glečeri visokih planina, trajni mraz, led u
rijekama, jezerima, i snijeg pokrivaju 16% površine Zemlje
sadrže 1,7 % vode na Zemlji ili 69% slatke vode
predviđa se daljnje smanjivanje ledenog pokrova do 2050.
otapanjem polarnog leda smanjuje se slanost, a temperatura površinske vode
poraste za nekoliko stupnjeva, to bi moglo dovesti do izostanka poniranja
hladnih vodenih masa, a time i do izostanka prodora toplijih površinskih
struja na sjever
rezultat ovoga je novi raspored klimatskih prilika na Zemlji
kriosfera je spremište za polarnu faunu štetnih polikoriranih bifenila,
halona,pesticida itd.
Literatura:
Glavač V. 1999. Uvod u globalnu ekologiju. Duzpo i Hrvatske
šume. Zagreb, 211pp.
http://images.google.hr/ (1.10.2012.).
http://www.nacional.hr/ (1.10.2012.).
http://www.destinacije.com/ (1.10.2012.).