Složky životního prostředí - kzei.fsv.cvut.czkzei.fsv.cvut.cz/pdf/HZP_prednaska 1.pdf · 3....

144HZP 1. přednáška

1

Složky životního prostředí 144HZP - Havárie v životním prostředí

Garant: Ing. Bronislava Rohanová

Web: kzei.fsv.cvut.cz

PRŽP 1

Životní prostředí

• Životní prostředí • 1967 - UNESCO „… část světa, kterou organismus používá, pozměňuje a které se musí i

přizpůsobovat, aby nezahynul.“

• 1992 - … to, co vytváří přirozené podmínky existence organismů včetně člověka a je předpokladem jejich dalšího vývoje

• Zákon 17/1992 Sb. o ŽP - definuje základní pojmy (životní prostředí, znečišťování, ekosystém, ekologická újma ....).

Stanoví práva a povinnosti občanů a podnikatelských subjektů ve vztahu k životnímu prostředí.

• Zákon č.114/1992 Sb. o ochraně přírody a krajiny - účelem je ... „přispět k udržení a obnově přírodní rovnováhy v krajině, k ochraně rozmanitostí forem života, přírodních hodnot a krás a k šetrnému hospodaření s přírodními zdroji."

• zákon č.244/1992 Sb. o hodnocení vlivů na životní prostředí – EIA - stanovuje, jaké stavby, činnosti, koncepce a výrobky musí ve svém přípravném stádiu projít zhodnocením - EIA


2

Životní prostředí Abiotická složka

• Neživá součást přírody

• Vzduch

• Půda

• Voda

PRŽP 1

Životní prostředí Biotická složka

• Živá hmota = všechny živé organismy• Buňka

• Organismus

• Populace

• Společenstvo

HZP


3

Životní prostředí Ekosystém

• abiotická + biotická složka

• v prostoru a čase ve vzájemných interakcích

PRŽP 1

OZDUŠÍ


4

Ovzduší - atmosféra• Vzdušný obal Země

• Ochranná funkce• Kosmické záření

• Reabsorpce UV – stabilizace teploty – skleníkový efekt

• Obsahuje kyslík - život

• Základní dělení – dle teploty

• Další dělení : • elektrického náboje

• intenzity promíchávání vzduchu

• tření o Zemský povrch

Vertikální členění atmosféry

TROPOSFÉRA

STRATOSFÉRA O3

MEZOSFÉRA

EXOSFÉRA


5

9

Složení atmosféry

+ voda ve všech skupenstvích

+ znečišťující příměsi

plyn %

dusík 78,08

kyslík 20,95

argon 0,93

oxid uhličitý 0,03

neon 18,18 x 10-4

helium 5,25 x 10-4

metan 2 x 10-4

krypton 1,14 x 10-4

oxid dusný 0,5 x 10-4

vodík 0,5 x 10-4

xenon 0,087 x 10-4

ozon 0 – 0,07 x 10-4

oxid siřičitý 0 – 1 x 10-4

oxid dusičitý 0 – 0,02 x 10-4

Kyslík

Cyklus:- klíčem je fotosyntéza 6CO2 + 6H2O + energie→ C6H12O6 + 6O2 prováděná zelenými rostlinami, intenzita závisí na množství světla, teplotě, množství CO2, dalších živinách (zejména N, P)- opačný proces je dýchání, v menší míře rozpad organické hmoty

ATMOSFÉRA

BIOSFÉRA

LITOSFÉRA

DÝCHÁNÍ, ROZKLADFOTOSYNTÉZA

DEPONOVÁNÍ („POHŘBÍVÁNÍ“)ZVĚTRÁVÁNÍ


6

Složení atmosféry

prašný aerosol (PM)- vazba TK i org. látek - frakce PM10

skleníkové plyny (CO2, metan, N2O, CFC)

oxidy síry (SO2) bakteriální činnost, spalování fosilních paliv

oxidy dusíku (NOx) přirozeně - N2O, antropogenně NO → NO2 (auta)

uhlovodíky (VOC) – součást automobilových zplodin

freony (halogenderiváty uhlovodíků), CFC

troposférický ozon

oxid uhelnatý (CO) – nedokonalé spalování

Znečišťující látky v atmosféře:

lokální – znečištění ovzduší měst a průmyslových oblastí

regionální – znečištění spodní vrstvy ovzduší celých územních celků až částí kontinentů

globální – znečištění volné atmosféry, které se projevuje ve změně jejího složení jako celku


7

13

Lokální znečištění ovzduší

emise

imise

– škodliviny z prům. výrob, dopravy, atd. zatěžující ovzduší (kg/h)

– koncentrace škodliviny v ovzduší ohrožující danou oblast, dána imisními limity a hygienickými předpisy (mg/m3)

X

14


SMOG = smoke + fog


8

15


ZIMNÍ SMOG

LETNÍ SMOG

Londýnský, redukční

Losangelský, oxidační

bezvětří, inverze

bezvětří, jasné, horké počasí

NOx, SO2, CO, toxické kovy, uhlovodíky, prach

NOx, ozon

nemoci horních cest dýchacích

pálení očí, dýchací obtíže, malátnost

16

Prach a jeho význam

= tuhé částice s rychlostí při volném pádu v plynném prostředí menší než rychlost volného pádu

- hrubý >50µm, jemný 1-50µm, velmi jemný <1µm

přírodní (vulkanický, mořský solný, biol. původu, kosmický, dým z lesních požárů, ..)

umělý (doprava, spalování, zemědělství, kouření, výroba, ..)


9

17

Význam přírodního prachu

Kosmický prach v zemské atm. – clonivý účinek – ovlivnění klim. poměrů

Mořský solný prach – úloha kondenzačních jader

Rostlinný pyl, spóry hub – alergie

Mikroorganismy – nemoci dých. cest

18

Škodlivé účinky umělých prachů

- na rostliny (ucpávání pórů) a živočichy (včelstva)

- na budovy

- na člověka – dýchací potíže, přenos mikroorg., deprese – snížená intenzita osvětlení

cesty působení na lidský org.:

pokožka

trávicí soustava

dýchací soustava – frakce PM10


10

19

Podmínky pro vznik smogových situací

teplotní inverze – rychle chladnoucí povrch země po západu slunce, nižší teplota a větší hustota vzduchu při povrchu země ⇒ stabilita ovzduší

- podmínky pro inverzi: bezvětří, mlha, nízká oblačnost → hromadění škodlivin v přízemní vrstvě

20

Sledování kvality ovzduší u nás

- 97 stanic provozovaných ČHMÚ + stanice jiných organizací

- ukazatele sledované ve většině stanic:

- ukazatele sledované jen někde:

Automatizovaný imisní monitoring - AIM

NOx

CO

PM10

ozon

SO2

VOC

- kdy jsou nejvyšší koncentrace:

ZIMA LÉTO

SO2 PM10 CO VOCNOx NOx ozon


11

21


Imisní limity

podle zákona o ochraně ovzduší 201/2012 Sb. a vyhlášky č. 330/2012 Sb., o způsobu posuzování a vyhodnocení úrovně znečištění, rozsahu informování veřejnosti o úrovni znečištění a při smogových situacích

1. Imisní limity pro ochranu zdraví a maximální počet jejich překročení

2. Imisní limity pro ochranu ekosystémů a vegetace

3. Imisní limity pro ochranu zdraví – celkový obsah v PM10

4. Imisní limit pro troposférický ozon

NOx

COPM10

O3

SO2 benzenNO2 PM2,5 Pb

SO2

As Cd Ni benzo(a)pyren

22


Imisní limity pro ochranu zdraví a maximální počet jejich překročení

Znečišťující látka Doba průměrováníMez pro posuzování [ µg/m3] Imisní limit

[ µg/m3]dolní horní

SO2

1 hodina - -350

max 24x za rok

24 hodin50

max 3x za rok75

max 3x za rok125

max 3x za rok

NO2

1 hodina100

max 18x za rok140

max 18x za rok200

max 18x za rok

kalendářní rok 26 32 40

PM10

24 hodin25

max 35x za rok35

max 35x za rok50

max35x za rok

kalendářní rok 20 28 40

PM2,5 kalendářní rok 12 17 25

Pb kalendářní rok 0,25 0,35 0,5

CO max. denní 8hod. klouzavý průměr 5 000 7 000 10 000

benzen kalendářní rok 2 3,5 5


12

23

Co dnes dýcháme?

http://www.chmi.cz/portal/dt?portal_lang=cs&menu=JSPTabContainer/P1_0_Home

24

Znečištění ovzduší podle rozsahu vlivu





13

25

Znečištění ovzduší regionálního rozsahu

Kyselý déšť

- pH pod 5,6

- extrémy: pH 2,0 (Wheeling, USA, 1978), u nás - pH od 4,0

- velké ohrožení celého životního prostředí –vzdušný přenos tisíce km

- sledování chemie ovzduší od 40. let 20. století – Skandinávie – růst kyselosti srážek a přenos emisí ze střední a západní Evropy –mezinárodní vzdušná konvence 1979

Acidifikující polutanty a jejich zdroje: SO2 a NOx


14

27

stupně acidifikace:

1) lehce zvětrávající geologické podloží: rychlá neutralizace vody - voda má vysoký obsah hydrouhličitanů – neutralizují vzrůst H+ = vysoká pufrační kapacita prostředí, nedochází k trvalému poklesu pH, avšak: ubývání hydrouhličitanů ⇒ snižování pufrační kapacity

- nedochází k biologickým změnám v nádrži

2) pokles hydrouhličitanů - nestačí neutralizovat H+, pH začíná klesat, během roku velké výkyvy pH – masové úhyny ryb, kritická situace za dešťových období

- pH po určitou dobu v roce 5,5

3) trvalá hodnota pH 4,5 – už neklesá, ionty Al3+ a humusové látky pufrují další snižování pH, narůstá obsah Al v acidifikovaných vodách (silně toxický pro vodní organismy)

- změna charakteru ekosystému, malý počet org. (rašeliník), zdánlivě čistá, průhledná voda (z 5 m až na 20 m průhlednost)

28

- rozhodující množství emisí SO2 a NOx - z méně než 5% zemského povrchu (Evropa, část severní Ameriky, průmyslové oblasti Číny a Japonska) - zde překročení přirozené produkce více než pětkrát

- regionální problém - antropogenní sloučeniny síry mají střední dobu setrvání v ovzduší přibližně 2 dny - odstranění z ovzduší až tisíce kilometrů od zdroje; NOx rychleji než SO2


15

Znečištění ovzduší regionálního rozsahu

Důsledky kyselých srážek

1. acidifikace vody, půdy

2. vliv na vegetaci – zánik mechů, lišejníků, poškození lesních porostů

3. technické a technologické problémy

koroze stavebních materiálů

znehodnocení kulturních památek

problémy v úpravnách vody

30




Znečištění ovzduší podle rozsahu vlivu


16

Dva hlavní globální problémy:

Globální oteplování (skleníkový efekt)

Poškozování ozonosféry

ve spodních vrstvách troposféry

ve stratosféře

hypotéza, zdá se být pravděpodobná

skutečný, potvrzený problém

možnost obnovení původní rovnováhy

není možné obnovení původního stavu

32

hlavní příčiny obou problémů:

- látky, které nejsou polutanty v pravém slova smyslu

- plyny přirozeně se vyskytující bez lokálních toxických účinků: vodní pára, CO2, N2O, CH4

- inertní látky: freony

- vlivem antropogenní činnosti - zvýšení přirozených koncentrací


17

33

Skleníkový efekt

sluneční záření

změna vlnové délky

část záření prochází

většina se odráží zpět k Zemi

sklo:

H2O, CO2, CH4, N2O

vodní pára - bez ní pokles teploty na Zemi o 20°C

ostatní skleníkové plyny - CO2 aj.

Skleníkové plyny

Znečištění ovzduší globálního rozsahu

freony; 8%

ozon; 12%

oxid dusný; 5%

methan; 15%

oxid uhličitý; 60%

PODÍL OSTATNÍCH SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ NA SKLENÍKOVÉM EFEKTU


18

Produkce skleníkových plynů


Průmysl, doprava

emise CO2 – spalování fosilních paliv (uhlí, ropa)

Zemědělství

emise CO2 – odlesňování pro zisk půdy

emise CH4 – dobytek

emise N2O – hnojení

36

Antropogenní růst CO2 (v Gt)


19

37

Intergovermental panel on Climate Change

38

Koncentrace CO2 v atmosféře - měsíční průměry (havajská observatoř Mauna Loa)http://gnosis9.net/koncentrace.php


20

Dopady zesílení skleníkového efektu

změna klimatu Země:

povodně, hurikány, extrémní výkyvy počasí (ovlivnění mořských proudů)

šíření tropických nemocí

zaplavování pobřežních nížin stoupající hladinou oceánů

nedostatek vody v suchých oblastech

40

Mezinárodní snahy o zastavení růstu skleníkových plynů

Kjótský protokol

prosinec 1997

2001 - prováděcí dodatky

říjen 2004 - ratifikace dostatečného počtu států - možnost vstupu v platnost

signatáři: země EU, Japonsko, Kanada, Rusko, Čína, Indie, Brazílie, JAR, atd. – přes 140 zemí, od roku 2007 i Austrálie

bojkot: USA

závazek: do 2012 snížení emisí CO2 o 5,2% v průměru (EU o 8%)

nutnost: snížení 60-80%


21

41

4242




22

43

11 000 zařízení ze sektorů energetiky, výroby oceli a železa, cementu a vápna, celulózy a papíru, sklo-keramického průmyslu, chemického průmyslu, rafinérií a letecké přepravy

Mezinárodní emisní obchodování – EMISE SKLENÍK. PLYNŮ

31 států světa

EMISNÍ POVOLENKY, EMISNÍ KREDITY

PROGRAM ZELENÁ ÚSPORÁM



44

Rámcová úmluva OSN o změně klimatu – Pařížská dohoda

• Klimatická konference 2015 v Paříži

• Omezení emisí skleníkových plynů po roku 2020 (návaznost na Kjótský protokol)

• schválena 195 smluvními stranami, 169 ji již ratifikovalo

• Stanovuje závazky všech smluvních stran, včetně Číny, USA či Indie

• Donald Trump 1. června 2017 oznámil odstoupení USA od dohody

Největšími producenty CO2 jsou Čína (30 %) a USA (15 %)


23

45


Účel dohody:

a) Udržení nárůstu globální průměrné teploty výrazně pod hranicí 2 °C oproti hodnotám před průmyslovou revolucí a úsilí o to, aby nárůst teploty nepřekročil hranici 1,5 °C oproti hodnotám před průmyslovou revolucí, a uznání, že by to výrazně snížilo rizika a dopady změny klimatu;

b) Zvyšování schopnosti přizpůsobit se nepříznivým dopadům změny klimatu a posilování odolnosti vůči změně klimatu a nízkoemisního rozvoje způsobem, který neohrozí produkci potravin;

c) sladění finančních toků s nízkoemisním rozvojem odolným vůči změně klimatu. „Všechny země musí usilovat dosažení globálního zlomu v emisích skleníkových plynů co nejdříve“.

46


Nástroje plnění dohody:

- Každá smluvní strana bude pravidelně předkládat svoje vnitrostátně stanovené národní příspěvky (INDC), ve kterých stanoví svoje závazky snižování emisí skleníkových plynů (první příspěvky předloženy 187 státy v 2015)

- Doposud předložené INDC nejsou dostačující pro splnění cíle omezení nárůstu teploty ⇒stanoveny pravidelné pětileté revize – mají vést k navyšování ambice jednotlivých států a postupnému snížení emisí na požadovaný objem

- Smluvní strany musí do roku 2020 prezentovat své emisní závazky, nízkoemisní strategie a plány do roku 2050. Rozvojové země musí připravit strategie, plány a akce pro svůj nízkoemisnírozvoj…. , vyspělé státy mají do roku 2020 vytvořit finanční mechanismus, pomocí kterého bude poskytnuto nejméně 100 miliard dolarů ročně na podporu opatření na ochranu klimatu v rozvojových zemích, a nastavit nový cíl financování opatření proti změně klimatu po roce 2025


24


Poškozování ozonosféry

Ozon O3 ve stratosféře – záchyt škodlivého UV záření

Přirozený vznik a zánik v rovnováze

ALE

ČLOVĚK – freony, hydroxylové radikály, oxid dusnatý…???

nejvíce postižené území:

Antarktida, v zimě a na jaře (srpen, září) - nízká teplota, oblačnost - izolace ozon-destruujících látek, tma

48

ozonová díra:

Měření tloušťky vrstvy ozonu

Spektrometry z družic, pozemních stanic, letadel

jednotka: DU - Dobsonova jednotka ∼ vrstva ozonu tlustá 0,01mm při 1013 hPa a 15°C

průměrná tloušťka: 310 DU

pod 200 DU


25

49

50


26

51

Ochrana ozonové vrstvy:

březen 1985 - Vídeňská úmluva o ochraně ozonové vrstvy

září 1987 - Montrealský protokol o látkách porušujících ozonovou vrstvu -omezování výroby a použití těchto látek

Londýnský, Kodaňský a Pekingský dodatek (1990, 1992 a 1999) - zákaz výroby a dovozu některých látek

u nás:

Zákon č. 180/2007 Sb., ze dne 7. června 2007, kterým se mění zákon č. 86/2002 Sb., o ochraně ovzduší a změně některých dalších zákonů (zákon o ochraně ovzduší), ve znění pozdějších předpisů, s účinností od 01.září 2007.

PŮDA


27

PŮDA• Pedosféra

• Vznikla zvětráváním zemské kůry a z organických zbytků – půdotvorné faktory a podmínky půdotv. procesu

• Faktory – působí při vzniku půd přímo

• Podmínky půdotvorných procesů – ovlivňují faktory

• Faktory

• mateční hornina

• podnebí

• biologické faktory - organismy

• podzemní voda• člověk

PRŽP 1

� Podmínky

�reliéf

�čas

PŮDA

• Dynamický, stále se vyvíjející živý systém

• Životní prostředí půdním organismům

• Stanoviště planě rostoucí vegetace i kulturním plodinám

• Regulátorem koloběhu látek

• Úložiště

• Zdroj potenciálně rizikových látek


28

PŮDA

• Obsahuje všechna skupenství – trojfázový systém

• Pevné 50-55%

• Kapalné 20-30%

• Plynné 25-30%

56

Složky půdy: Pevná fáze:

Anorganická (minerální) edafon (živá)

Organické hmota humus (odumřelá)

Voda (půdní roztok)

Plyny - půdní vzduchvysoký obsah CO2 (rozkladné procesy, dýchání kořenů) nízký obsah O2

optimální poměr voda : vzduch 1:1 (pro rostliny)


29

Kontaminace půd - Lokální

• způsobena: • průmyslovými aktivitami (těžba a zpracování nerostů, ukládání odpadů)

• skládky

• haváriemi s úniky toxických látek

Kontaminace půd - Difúzní

• způsobena: • atmosférickou depozicí - prům. a dopr. emisí (dálkový přenos)

• plošné zemědělské a průmyslové praktiky (aplikace odpadních kalů, hnojiv a pesticidů)

• vstup rizikových prvků a persistentních organických polutantů do půdy


30

Degradace půd

• místně tzv. setrvalé – dlouhodobé

• ohrožuje žijící organismy a podzemní vody:

• Chemické

• Agrochemikáliemi - hnojiva, biocidy• cizorodými látkami organického a anorganického původu – havárie - kyselé

deště, ropné látky, toxické látky, aromatické a chlorované uhlovodíky a další NL

• Biologické

• úbytek humusu a půdního edafondu

• choroboplodné mikroorganismy, exkrementy a odumřelými těly

Degradace půd

• Fyzikální degradace

• degradace půdní struktury pedokompakce ⇒ potenciální ohrožení dalších půdních funkcí:

• pokles pórovitosti

• pokles schopnost infiltrace

• omezení růstu rostlin

• pokles biologické aktivity

• zvýšené riziko vodní eroze a záplav

• v hlubších vrstvách půdy - obtížně vratný proces

• radioaktivita


31

61

EROZE Podíl kategorií potenciálního ohrožení zemědělské půdy ČR vodní erozí (databáze BPEJ)

půdy bez ohrožení

25%

půdy náchylné26%

půdy mírně ohrožené

17%

půdy ohrožené10%

půdy silně ohrožené

8%

půdy nejohroženější

14%

62

EROZEPodíl kategorií potenciálního ohrožení zemědělské půdy ČR větrnou erozí (databáze BPEJ)

půdy bez ohrožení

81%

půdy náchylné5%

půdy mírně ohrožené

6%

půdy ohrožené5%

půdy silně ohrožené

1%

půdy nejohroženější

2%


32

KONTAMINACE PŮDY

Nejdůležitější zdroje znečištění půd

• uhlovodíky

• rozpouštědla

• pesticidy

• olovo a ostatní těžké kovy

výskyt zátěží souvisí se stupněm industrializace a intenzitou používání chemikálií

Velmi často se do půdy dostávají ropné uhlovodíky z protržených podzemních nádrží (benzen, ethylbenzen, toluen, xylen, alkany, alkeny, atd.)

Metody likvidace kontaminovaných půd

• Klasický způsob – odtěžení a dle kontaminantu řízené uložení či spalování• Nákladné

• Ztráta úrodné půdy

• Péče o úložiště

• Nové metody – remediace

• pro aplikaci – potřeba znát:

• povaha kontaminantu – forma – riziko biologické dostupnosti

• rozsah kontaminace – plocha, objem, možný transport

• požadovaná remediační úroveň a časový horizont (úplná dekontaminace, či ponechání pozaďových hodnot)


33

Metody likvidace kontaminovaných půd - Remediace

• Ex – situ• odtěžení

• odvoz

• agresivní ošetření

• fyzikálně-chemické postupy

• In – situ

• dbát na potenciální riziko další kontaminace a šíření

• fyzikálně-chemické postupy

• biologické postupy

PRŽP 1

BIOREMEDIACE

Biologické procesy

• Biologická dostupnost kontaminantu

• Mikroorganismy – metabolizují polutanty -

bakterie – r. Pseudomonas

• jednoduché aromatické organické látky– P. veronii

• polyaromatické uhlovodíky (PAU) – P. Alcaligenes

• toluen – P. mendocina

• organická rozpouštědla a ropné látky - P. putida

• kyanidy – P. pseudoalcaligenes – zdroj N

• Rostliny


34

VODA

VODA

• je základní složkou životního prostředí a nezbytnou podmínkou života na Zemi

• Hydrosféra

• Pokrývá přes 2/3 zemského povrchu

• 97% - slaná voda

• 3% - sladká � Zásobníky� Atmosféra� Moře a oceány� Pevnina

� Led a sníh� Podzemní� Povrchová

� stojatá� tekoucí

� Biota


35

VODA

• Voda je všude• Atmosféra

• Pedosféra

• Hydrosféra

• Vše je tvořeno z vody• lidský organismus

• živočichové

• rostliny

• kameny

• Změny v obsahu vody• dle podmínek okolí

• věk

• druh

• pohlaví

VODA

• Dělení dle původu• Přírodní

• Atmosférická

• Podzemní

• Povrchová

• Biosférická

• Odpadní – splašková, průmyslová

• Použití (jakosti)• Pitná

• Užitková

• Provozní


36

Znečištění vod – Bodové zdroje

• Splaškové odpadní vody• ČOV• Dešťové oddělovače

• Průmyslové odpadní vody

• Černá zaústění

Znečištění vod – Nebodové zdroje

• Plošné - nesprávné a nadměrné využívání krajiny – splachem, rozstřikem, atmosférickou depozicí

• Atmosférická depozice

• Erozně-transportní procesy – N, P, splaveniny, pesticidy

• Zastavěná území – trativody, nedokonalé odvodnění

• Staré ekologické zátěže – bývalé průmyslové závody

� Skládky – technická zařízení k odstranění odpadů trvalým a řízeným uložením do země

� Zemědělství – nezajištěná polní hnojiště, chlévy, stáje, pastviny a další pozemky


37

Znečištění vody• Fyzikální

• mechanické - splaveniny, nerozpuštěné látky, zákal, sedimenty

• tepelné

• radioaktivita

• Chemické• živiny• pesticidy

• toxické kovy

• ropné látky

• detergenty

• polyaromatické uhlovodíky

• farmaka

• Biologické• fekálie - bakterie

• sinice

• nepůvodní druhy

Znečištění vod – Eutrofizace

• přirozená• antropogenně indukovaná• zvýšený přísun živin (P, N) – nadměrný rozvoj sinic a zelených řas - rozklad

intracelulárních látek – vyčerpání kyslíku, toxicita

• Sinice – konkurenční výhody + pomalu rostoucí organismus + obrovský rezervoár v ekosystému → vodní květ

• Akinety (spory): po rozpadu vlákna přežívají v bahně, dokud nenastanou opět příznivé podmínky, pak z nich vyroste nové vlákno

• Heterocyty: umožňují sinicím vázat vzdušný dusík, což může být při jeho nedostatku ve vodě cenná konkurenční výhoda; omezením přísunu N tedy sinice omezit nelze

• Vegetativní buňky: obsahují plynové měchýřky, tzv. aerotopy, které jim umožňují měnit polohu ve vodním sloupci

• PRODUKCE ŠIROKÉHO SPEKTRA tzv. CYANOTOXINŮ• exémy, astma, játra, ledviny, střevo, mozek, embryotoxicita, karcinogenita


38

PŘÍTOK x PROCESY V RYBNÍCE

ROSTLINYRYBÍ OBSÁDKA

SEDIMENT

FOSFORredukce, změna složení obnova

chemické ošetření

Znečištění vod – Acidifikace

• snižování pH v důsledku zvyšování kyselosti srážek

• nenápadný proces bez vizuálních projevů

• úhyn ryb bez zjevné příčiny → uvolňování toxických prvků z podloží do vody – např. Al

• Kyseliny uvolňují do vody H+

1. voda s obsahem HCO3- schopnost neutralizace – pH se nesnižuje, ale

postupně se snižuje neutralizační kapacita

2. zbylé HCO3- již nestačí neutralizovat – výkyvy pH během roku – úhyn ryb za

deště (pH klesá nárazově pod 5,5)

3. trvalý pokles pH na 4,5 – uvolňují se z podloží Al3+

• zabraňují dalšímu poklesu pH

• silně toxické – změna struktury společenstva – průzračná voda leč slabé oživení


39

Znečištění vod – Toxicita• přirozená

• jedovaté meziprodukty rozkladu organických látek

• sulfan, hydroxylamin, amoniak

• antropogenní • odpadní vody

• atmosférická depozice

• z kontaminovaných půd

• havárie

TĚŽKÉ KOVY

• asi 40 prvků s hustotou >5 tm-3

• v nízkých koncentrací – esenciální prvky

• vyšší koncentrace – projev toxicity – denaturace enzymů, bílkovin, ovlivnění propustnosti buněčných membrán

Znečištění vod – ropné látky

• Ropné látky

• složení: • uhlík 84-87%,

• vodík 11-14%,

• síra 4 - 7%,

• kyslík a dusík každý až 1%

• kovy – hlavně Na, Mg, S, V, Ni

• Rafinované ropné látky jsou většinou toxičtější než surová ropa

• Teplomilné druhy ryb a korýšů - méně citlivé než jejich příbuzné druhy chladných vod

• Karcinogenita

• Embryotoxicita


40

Znečištění vod - „emerging pollutants“= látky denního použití, tj. léky, kosmetika, mycí prostředky…, též Pharmaceuticals and personal care products (PPCPs)

• Patří mezi mikropolutanty (výskyt v koncentracích do 100 µg/l)

• jejich chování i zdroje jsou odlišné od tradičních polutantů

• jejich vliv na ryby a vodní organismy je zatím málo prozkoumaný

• rozložení rizika pro vodní organismy je také odlišné od tradičních znečišťujících látek

79

Rámcové skupiny emerging pollutants1. Stopové organické látky (PPCP + ED)

- rezidua farmak

- prostředky osobní péče a chemikálie z domácností

- endogenní disruptory – hormony

- Vedlejší a konečné produkty biotransformací

2. Mikročástice, zejména mikročástice plastů

- kosmetika, čistící prostředky

3. Patogeny

- viry, bakterie, protozoa – rezistence vůči ATB

80


41

Rizika spojená s výskytem PPCP a ED

• Zdraví organismů žijících ve vodním prostředí

• Reprodukce a diverzifikace společenství vodních organismů

• Zdraví lidské populace:

• Pitná voda??

• Konzumace vodních živočichů

81

Cesty PPCP do ŽP

82


42

Cesty PPCP od člověka do prostředí

Orální aplikace:

• se stolicí

• vyloučení z krevního oběhu přes ledviny a játra

83

primární látka +metabolity

Nitrožilní aplikace:

• přes ledviny a játrave formě konjugátů, jejich dekonjugace v kanalizaci, ČOV

Dermatologická aplikace:

• šedá voda z koupelen, praček

Vyhozené léky:

• skládka, záchod

MIKROČÁSTICE V KOSMETICE

84

• drobné, barevné umělohmotné kuličky s průměrem menším než 1milimetr

• v řadě produktů na osobní hygienu: v zubních pastách, peelingech, šamponech a v sprchových gelech


43

Mikročástice v kosmetice

85

K ČEMU??

• šetrně vyčistíme zuby či odstraníme odumřelé buňky z horní vrstvy pokožky

• statisíce v jedné tubě či lahvičce

• procházejí ČOV ⇒ do vod ⇒ do vodních org. ⇒ do člověka

Mikročástice v kosmetice

86

• 2013 New York: každý rok z OV v New Yorku do okolních přírodních vod až 19 tun mikročástic ⇒ první světový zákaz výroby a prodeje výrobků obsahujících plastové mikročástice

• 2016 následovala Kalifornie

• Evropa: Rakousko, Holandsko, Belgie a Švédsko 2015 iniciátory zákazu kosmetických výrobků s obsahem mikročástic na území Evropské unie - dosud usnesení nebylo přijato

• první v Evropě: 2016 Velká Británie


44

FARMAKA• velmi široká skupina látek

• Přibližně 1200 je látek registrovaných pro humánní medicínu Státním ústavem pro kontrolu léčiv

• Další sloučeniny jsou povoleny ve veterinární medicíně

• Jsou primárně vyráběna a používána pro léčbu lidí či zvířat, toxicita je nežádoucí –jsou testovány vedlejší účinky

• Ryby a vodní organismy nejsou cílová skupina - mají jiný metabolismus než savci

87

• u farmak nejsou významné přímé toxické účinky, ale jiné

• přítomnost antibiotik nebo antivirotik v ŽP způsobuje vývoj rezistence bakterií a virů

• analgetika, antidepresiva a další psychicky aktivní látky ovlivňují chování ryb

• přítomnost farmak indukuje chemický stres a může způsobit až histopatologické změny

• ovlivnění pohlaví ryb –hormony a syntetické hormony používané jednak jak antikoncenpce, ale také pro léčbu rakoviny či osteoporózy

• komplexní ovlivnění ekosystému

88

Nežádoucí účinky farmak


45

Legislativa

• Směrnice o vodě WFD 2000/60/EC, Příloha X – Seznam 33 prioritních látek v oblasti vodní politiky (těžké kovy, pesticidy, chlorované uhlovodíky, PAU…)

• Přezkum Seznamu prioritních látek každé 4 roky

• Náhrada seznamu X – Směrnice EP a R 2008/105/ES o normách environmentální kvality

• Přezkum seznamu 2012 ⇒ doporučené nové látky k zařazení – estradiol, diklofenak ⇒ návrh změny seznamu ale bez léčiv a hormonů

• Seznam součástí Nař. 401/2015 Sb. – Příloha 6, 46 látek bez léčiv a hormonů

89

Legislativa

• Seznam sledovaných látek (Watch list)– Směrnice 2013/39/EU, kterou se mění směrnice 200/60/ES a 2008/105/ES, co se týče prioritních látek v obl. vodní politiky

• Cíl: shromáždit údaje z monitorování pro účely snazšího stanovení vhodných opatření s cílem řešit rizika, která uvedené látky představují

90


46

Watch list - emerging water pollutants

91

ANTIBIOTIKA

92


47

Antibiotika

93

• prostředky proti mikroorganismům – bakteriím

• vytváření odolnosti vůči lékům – přirozený proces

• nadbytečné a zbytečné užívání ATB = rezistentní bakterie, ATB bez účinku

• víc než polovina světové produkce ATB – zemědělství ⇒mutace bakterií, při přenosu na člověka imunní vůči lidské léčbě

Antibiotika

94

Každý rok zemře v Evropě 25 tisíc lidí v důsledku infekce vyvolané bakterií rezistentní k antibiotikům. Mezi nesprávné užívání antibiotik patří především jejich užití při chřipce a nachlazení, snižování dávky, nedodržování předepsaného intervalu dávkování atd.


48

Antibiotika

95

Hlavní hygienik ČR:

„Bakterie odolné vůči antibiotikům se staly nevítanou, ale běžnou součástí nemocničního prostředí, kde zvyšují nemocnost a úmrtnost pacientů, jakož i průměrnou délku pobytu v nemocnici. Studie ukazují, že až 50 % indikací antibiotik je nadbytečných a propagace pravidel vysvětlujících správné zacházení s antibiotiky může významně přispět k omezení jejich spotřeby“

HORMONY

96


49

Důkazy o vlivu hormonů na vodní organismy

97

Kanada:

Karen Kidd - sedmiletý experiment v izolovaném jezeru na západě kanadské provincie Ontario: do vody přidáván hormon 17alfa-ethynylestradiol

Výsledky studie:

U samců sledované střevle Pimephales promelas -rychlá změna pohlaví, změna varlat na vaječníky u samců, snížená plodnost samic

• po dvou letech pokusu - prudký pokles počtu střevlí, populace zkolabovala

• změna ekosystému: vymizeli pstruzi živící se střevlemi, přemnožil se hmyz, který byl potravou střevlí

Důkazy o vlivu hormonů na vodní organismy

98


50

Trend ve spotřebě farmak - EU

99

„Nové“ polutanty ve vodách vyhlídky do budoucnosti

Klimatické změny vedou k suššímu podnebí ⇒ nižší naředění OV, zhoršení dostupnosti povrchové vody

100

Větší tlak na využití přečištěné OVPř. Izrael –odtok z ČOV využit pro chov ryb a k zavlažování

Stabilní farmaka (např. karbamazepin) - zpět až do člověka??

Date post:	09-Sep-2019
Category:	Documents
Upload:	others
View:	10 times
Download:	0 times

Složky životního prostředí - kzei.fsv.cvut.czkzei.fsv.cvut.cz/pdf/HZP_prednaska 1.pdf · 3....

Documents