Curs Ecologie

‚

Dr. ing. Elena DAN_____________________________________

CURS UNIVERSITAR

CUPRINSPartea I. NOŢIUNI DE ECOLOGIE GENERALĂINTRODUCERECap. 1 GENERALITĂŢI

1.1. Definiţia şi obiectul ecologiei 31.2. Scurt istoric 51.3. Ecologia ca ştiinţă 61.4. Originile şi evoluţia vieţii pe Pământ 8

1.4.1. Perioada abiogenă1.4.2. Perioada biogenă1.4.3. Perioada antropogenă

Cap. 2 ECOSFERA 2.1. Definiţie şi alcătuire 132.2. Structura fundamentală a ecosferei 132.3. Structura materială a ecosferei 152.4. Structura funcţională a ecosferei 182.5. Circuitul principalelor elemente vitale în

ecosferă 20

2.5.1. Circuitul carbonului2.5.2. Circuitul azotului2.5.3. Circuitul fosforului2.5.4. Circuitul calciului2.5.5. Circuitul sulfului2.5.6. Circuitul apei

2.6. Factorii ecologici 25Cap. 3 ECOSISTEMUL

3.1. Definiţie şi structură 283.2. Funcţiile ecosistemului 29

3.2.1. Funcţia energetică3.2.2. Funcţia de circulaţie a materiei3.2.3. Funcţia de autoreglare a stării

sistemului3.3. Clasificarea ecosistemelor 333.4. Legile evoluţiei comunităţilor ecologice 33

Partea a II-a. ELEMENTE DE ECOLOGIE APLICATĂCap.4 FACTORI DE DEGRADARE A ECOSFEREI

4.1. Omul şi ecosfera 374.2. Impactul ecologic al dezvoltării societăţii

umane 38

4.2.1. Dezvoltarea demografică4.2.2. Dezvoltarea agriculturii

4

4

4.2.3. Dezvoltarea tehnologicăCap. 5 POLUAREA MEDIULUI

5.1. Definiţia poluării şi clasificarea poluanţilor/ 455.2. Circulaţia poluanţilor în ecosferă /46

Cap.6 POLUAREA ATMOSFEREI6.1. Clasificarea poluanţilor atmosferici şi sursele

lor de provenienţă49

6.2. Efectele poluării atmosferice asupra ecosistemelor

51

Cap.7 POLUAREA SOLULUI7.1. Intervenţia omului asupra solului 527.2. Clasificarea poluanţilor solului 55

Cap.8 POLUAREA APELOR

8.1. Surse de poluare şi tipuri de poluanţi 58Cap. 9 LIMITELE RESURSELOR BIOSFEREI

91. Limitele resurselor energetice 699.2. Limitele resurselor de materii prime 739.3. Limitele resurselor de apă 739.4. Limitele resurselor alimentare 75

Cap. 10 PROTECŢIA MEDIULUI10.1. Conservarea mediului geografic al

Pământului77

10.2. Aspecte economice ale protecţiei mediului 8010.3. Legislaţia în domeniul protecţiei mediului 8110.4. Principii de perspectivă pentru protecţia

mediului84

105. Pentru o dezvoltare socială sustenabilă 85

10 Ingineria mediului – parte integrantă a protecţiei mediului

87

Anexe 89

BIBLIOGRAFIE 91

5

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

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,

6

6

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

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”.

7

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 într-

un 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.

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.

8

8

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

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.

9

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.

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.

10

10

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).

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

11

„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 1Strâns legată de ştiinţele: Bază pentru ştiinţele aplicative:

Care studiază viaţa: Botanica Zoologia Fiziologia Genetica

Care studiază componente ale mediului:

Geografia fizică Geologia Pedologia Hidrologia Climatologia Meteorologia

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.

12

12

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

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% H2,

30% He, 1-2% O2, C, N, elemente grele – sub 1%, gaze nobile, NH3,

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.

13

Mg, Fe, S şi alte elemente grele. Elementele uşoare, gazoase se

îndepărtau spre periferia norului. Compuşii de cu C, N, O, H (CH4,

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 / cm2/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

primară, pornindu-se de la substanţe simple ca: CH4, 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.

14

14

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

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.

15

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

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

16

16

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

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

animalele, consumatoare de substanţă organică

primară.

Tabelul 3

ECOSFERA

Definiţie:

Sistem biogeochimic , integrat în structura Terrei

şi în sistemul solar;

Sistem integral, heterogen , format prin

transformarea şi evoluţia substanţei şi energiei,

la nivelul planetei Pământ.

Formare:

prin interacţiunea dintre materia din scoarţa

terestră şi Cosmos, realizată prin:

- asimilare de energie din Cosmos;

- acceptare de materie din Cosmos;

- informaţie - ca factor de ordonare a haosului

molecular.

Limite:

Superioară: La 10 km deasupra nivelului mării (nivelul „0”)

Inferioară: în oceane: – 11 km; în solurile continentale: cca. - 4 km.

Alcătuire:

Sisteme anorganice:

Roci: Litosferă;

Apă: Hidrosferă;

Energie radiantă: din Cosmos

Sisteme organice:

Virusuri – necelulare;

Bacterii – celule primitive;

Ciuperci – plante inferioare;

Plante verzi –

fotosintetizatoare;

Animale – consumatori de

19

materie organică primitivă.

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);

20

20

materie organică moartă (necromasa) – netransformată

încă de către descompunători (bacterii), estimată la cca. 11 060x109t,

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.

21

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

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.

22

22

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.

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.

Categorii trofice(lanţul trofic)

Procese fundamentale detransformare a materiei

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.

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.

23

Tabelul 4

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.

Fig. 1 Circuitul materiei şi energiei în ecosferă, după R. Barbault (1990);

O2Fotosinteză

Vegetale

Ierbivore

Carnivore

Descompunători

Săruriminerale

Materieorganică

CO2

Res

pir

aţi

e

24

24

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.

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.

25

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

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 sub-

circuit constă în mineralizarea compuşilor organici cu azot şi

biosinteza compuşilor organici azotaţi. In viaţa ecosistemelor terestre,

26

26

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.

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:

27

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.

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.

28

28

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

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

29

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.

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.

30

30

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):

oabiotici (orografici, climatici, edafici);

obiotici (vegetali, animali);

oantropici (societatea umană).

Clasificarea factorilor ecologici Tabelul 5

Factori abiotici Factori biotici Factori antropici

-Factorii ografici: - roci - forme de relief

- Factori climatici:- clima căldură, vânt– F actori edafici:

troficitate, umiditate, căldură, aerisire.

- Vegetali : - flora;

- Animali : - fauna;

-societatea umană

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.

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

O rezultantă a acţiunii factorilor ecologici climatici este chiar

clima (condiţionată de factorii climatici: căldură, precipitaţii, regimul

eolian).

FAUNĂ

FLORĂ

Habitat

Nutriţie minerală

Pedogeneză

HabitatTemperatură,

umiditate

Temperatură, umiditate

Transpiraţie

CLIMAT SOL

Evaporare

Precipitaţii

32

32

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 6ECOSISTEM

BIOCENOZĂ BIOTOP

Totalitatea organismelor vii de plante şi animale dintr-un ecosistem.

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

geologică, geomorfologică (orografică), climatică, edafică.

33

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.

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

34

34

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;

o o parte este stocată în legăturile chimice ale

substanţelor organice ce alcătuiesc biomasa proprie

(muşchi, sânge, etc.).

35

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

E T A P EI. 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 lor. Stabilitatea numerică este vitală pentru

supravieţuirea ecosistemului deoarece energia şi hrana sunt

disponibile în cantităţi limitate.

Funcţia de autoreglare realizează o stare de echilibru între

populaţiile componente ale ecosistemului, prin diferenţieri funcţionale

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.

36

36

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.

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;

37

- 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

Legile fundamentale ale menţinerii vieţii se referă la:

reciclarea materiei şi

economia de energie.

38

38

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

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

39

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.

40

40

Partea a II a

41

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 demografică, dezvoltarea agriculturii intensive,

industrializarea, alături de o comportare psihologică 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.

42

42

Tabelul 8

OMUL ŞI ECOSFERA

Omul :

– cel mai mare

dăunător cunoscut

de pe planetă

– unicul responsabil al

degradării ecosferei.

Apariţie:

La sfârşitul erei terţiare,

de cca. 2 milioane de ani.

Efecte perturbatoare asupra

biocenozelor:

- prin creşterea numerică semnificativă a

populaţiei umane, în raport cu alte

mamifere

- prin acţiunile sale

- conştiente având ca urmare:

- inconştiente

transformarea mediului geografic,

( sol, climat, vegetaţie)

modificarea speciilor de plante şi

animale

Evoluţia intelectuală

progres tehnologic

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

43

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 2025Rata de creştere

1950 - 2025China 554,8 1.165,8 1.590,8 2,9India 357,6 882,6 1.383,1 3,9Statele Unite 152,3 255,6 295,5 1,9Indonezia 79,5 184,5 285,9 3,6Pakistan 39,5 121,7 281,4 7,0Brazilia 53,4 150,8 237,2 4,5Nigeria 32,9 90,1 216,2 6,6Bangladesh 41,8 114,4 211,6 5,0Rusia 94,6 149,3 170,7 1,8Iran 16,9 59,7 159,2 9,4Mexic 28,0 87,7 143,3 5,3Japonia 83,6 124,4 124,1 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)

44

44

Nr.

crt.Specificaţie 1980 2000 2025 2050 2100

1.

Ţări industrializate 1130 1233 1251 1194 1137

Ţări în curs de dezvoltare 3290 4604 5917 4493 6387

Total 4420 5837 7168 7687 7524

2.



Total 4432 6119 9515 9515 10185

3.



Total 4441 6337 11625 11625 14199

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 Populaţia Timp de dublare5000 î.c. 50 milioane ?800 î.c. 100 milioane 4.200 ani200 î.c. 200 milioane 600 ani1200 d.c. 400 milioane 1.400 ani1700 d.c. 800 milioane 500 ani1900 d.c. 1.600 milioane 200 ani1965 d.c. 3.200 milioane 65 ani1990 d.c. 5.300 milioane 38 ani

45

2020 d.c. (estimare) 8.230 milioane 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

46

46

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.

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

47

ecosferă, societatea umană bazată pe agricultură integrându-se în

ansamblul fenomenelor ecologice naturale.

48

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.

IMPACTUL DEZVOLTĂRII SOCIETĂŢII UMANE ASUPRA MEDIULUI

OMUL PRIMITIVAcţiuni:- 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 :- Apariţia agriculturii : acum 10.000 ani – prima cauză majoră a peruturbării ecosferei, cauzată de către om.- La jumătatea sec. XIX - începutul „civilizaţiei agricole”

1.Despăduriri masive pentru transformarea în păşuni şi terenuri agricole;Ex.: China – la începutul neoliticului era acoperită 90% cu păduri2. „Cornul fertil al Africii” – ( arc de cerc pornind din S. Palestinei – N. Siriei – Mesopotamia – E. Iranului) acum 10.000 ani avea o agricultură dezvoltată.3. Dezvoltarea agriculturii – sporirea cantităţii de hrană. Sedentarizarea populaţiei. Apariţia concentrărilor de 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;

EFECTE:- Creşterea populaţiei;-Degradarea mai avansată a echilibrului ecosistemelor.

1.Distrugerea ecosistemelor forestiere. Degradări ale solurilor fragile (terenuri în pantă, etc.) sau temperate, aridizări.

Ex.: China are în zilele noastre doar 5% suprafaţă împădurită.2. „Cornul fertil al Africii” este astăzi un pustiu nisipos.

3. Crearea agrosistemelor duce la o diversitate specifică foarte redusă a fito şi zoocenozelor.

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

Tabelul 9

Tabelul 9 (continuare)DEZVOLTAREA TEHNOLOGICĂ: Era industrială –apare la sfârşitul sec. XVIII – începutul sec. XIX, se caracterizează prin:- descoperirea maşinilor industriale;- apariţia tehnologiilor noi.

CONSECINŢE ECOLOGICE

- Stocare de materie sub formă de deşeuri nedegradabile sau slab degradabile;- Poluare cu substanţe toxice

50

50

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.

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.

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

51

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.

Capitolul 5 POLUAREA ŞI IMPLICAŢIILE EI

ECOLOGICE

5.1. Definiţia poluării şi clasificarea poluanţilor

52

52

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

duc la :

- degradarea mediului natural;

- degradarea mediului geografic.

- Efect al activităţii umane.

- Etimologic: (fr) a profana, a

murdări, a mânji, a degrada.

- Stricarea echilibrului energetic

şi material al biosferei;

- Modificarea nivelului radiaţiilor

din mediu;- Stricarea compoziţiei

fizico – chimice a mediului;

- Dezechilibrarea biocenozelor.

- Afectarea umanităţii:

- direct;

- indirect (hrană, apă,

energie).

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

53

necorespunzătoare, amplasarea unor obiective industriale în mijlocul

unor zone naturale virgine, sau puţin modificate de om.

Tabelul 11Clasificarea poluanţilor

FIZICI

o radioactivi;o termici;o fonici.

CHIMICI

oderivaţi gazoşi ai carbonului şi hidrocarburi lichide;

odetergenţi; o materiale plastice;opesticide şi alţi

componenţi organici de sinteză;

o derivaţi ai S şi N;o metale grele; o fluoruri;o aerosoli;o materiale organice

fermentabile.

BIOLOGICI

o bacterii şi virusuri;

o introducerea de specii noi de plante şi animale care modifică biocenozele naturale.

ESTETICIDegradarea peisajului prin :

urbanizare necontrolată; amenajări necorespunzătoare; industrializare în zone virgine.

54

54

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

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

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 atmosferei poate rezulta fie prin creşterea

concentraţiei unor componente obişnuite (CO2, N), 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

aerul ambiental, generatori de smog), plumb, a căror concentraţie în

aer este monitorizată.

Tabelul 12

Modalităţi de poluare a atmosferei

a.

Creşterea

concentraţiei unor

gaze, componente

ale aerului (CO2, N2,

etc.)

b.

Modificarea cantitativă

a componenţilor

atmosferici datorită

introducerii unor

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 agregareGAZOŞI SOLIZI

CO2, provenit din: - fenomene vulcanice; respiraţia organismelor vii; arderea combustibililor fosili; Hidrocarburi,din: descompunerea plantelor, bacteriilor; gaze de eşapament ale motoarelor cu explozie;Substanţe radioactive, din: centrale atomoelectrice; explozii nucleare; Derivaţi ai azotului din: arderea şi descompunerea materiilor organice.

Particule de:- metale grele şi alţi compuşi minerali: activitate vulcanică; meteoriţi; eroziune eoliană; emanaţii industriale; gaze de eşapament.- compuşi organici naturali sau de sinteză, din: incendii de pădure; arderi diverse, emanaţii din industria chimică; pesticide;-compuşi radioactivi,: explozii nucleare.

58

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,

Capitolul 7. POLUAREA SOLULUI

SOLUL

- Sursa principală de apă şi elem. nutritive,

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

animalelor:- extindere,

intensificare; păşunat

abuziv şi excesiv;

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

Degradări:

Eroziuni, alunecări de teren, acidifiere,

sărăturare, degradare alcalină,

dezechilibrări ionice, poluare chimică şi

biologică, distrugeri totale :expl. miniere de

suprafaţă: cariere, balastiere, gropi de

împrumut.

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

60

SOLUL – depoluator:

(mediu de depoluare,

neutralizare, reciclare

şi transformare a unor

substanţe poluante)

Capacitatea de

depoluator:

(depinde de

salubritatea lui):

- să aibă o cantitate cât

mai mare de humus şi

raportul C/N cât mai

mic.

Capacitate limitată de absorbţie şi

precipitare chimică a unor substanţe.

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

- unii poluanţi; dejecţii animaliere,

nămol, ape uzate, unele deşeuri animale şi

textile ( pot creşte fertilitatea solului).

Controlul calităţii

solurilor:

- Sistemul global de monitorizare a mediului

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

Cale de reducere a

poluării solului:

- prin „agricultură

intensivă”

a. Transformarea în compost a

deşeurilor solide, bogate în

materie organică şi utlizarera

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

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

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

64

Surse de poluanţiArderea combustibililor fosili, industrie, agricultură, silvicultură, transport, aşezări umane, etc.

Agenţi poluatoriSubst. chim. folosite în agricult.

Deşeuri şi reziduuri (ind., altele)

Gunoaie menaj şi umane

Ape uzate

Emisii în atmosferă

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

SOl

Animale

PlanteOM

65

Capitolul 8 POLUAREA APELOR (hidrosferei)

Hidrosfera :- reţeaua hidrografică

continentală;- lacuri;- mări şi oceane

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.

Caracteristici ale hidrosferei :- capacit. de a

solubiliza subst. poluante solubile;

- capacit. de a transporta în suspensie subst. poluante insolubule

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 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.

66

66

Indicator pentru gradul de poluare biologică: „CBO5”-limita ptr. apa potabilă: < 5mg/l; - „ a conţ. de O2

:

min. 4mg/l;- „ „ de germeni patogeni: max. 50 germ./cm3

8.1.2 Poluare chimică Substanţe chimice toxice:- nitraţi, fosfaţi, săruri folosite în agricultură, reziduuri ind.: compuşi ai Pb.(gaze de eşapam.), Hg pesticide, ind. el-chim, electronică, metrologie), POx, hidrocarburi, etc.

8.1.3 Poluare fizică: Materiale de orig. minerală, insolubile – provenienţă - efecte:- Reziduuri de flotaţie, cariere, etc., aluviuni cu praf de argilăEfecte: 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

8.2. Consecinţe ecologice ale poluării apelor

Poluarea apelor : - continentale - influenţă negativă asupra

populaţiilor de maritime şi oceanice organisme- consecinţe ecologice de gravitate– funcţie de natura poluării

Ex.:

Au

toep

ura

re a

pel

or

curg

ăto

are

Poluarea organică a apelor curente

I Zonă de degradare La intrarea râului poluant în fluviu

II Zonă de

descompunere

activă

Cu ajutorul bacteriilor şi a

ciupercilor specializate pe tipuri de

poluanţi

III Zonă septică 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,

numai larve ale diferitelor insecte.

IV Zonă de restaurare a

echilibrelor

Autoepurarea le apropie de

caracteristicile iniţiale.

V Zonă de ape curate

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;

68

68

- Ierbicidele (toate): toxice pentru alge;- Detergenţii sintetici: foarte toxici pentru flora microbiană

a apelor;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 marineCL 50 CL 100 TLM TL 50

Def.: Conc. letală pt. 50% sau 100% din populaţia apei, respectiv , într-o durată de timp prestabilită (24, 48 ore, etc.)

Timpul letal mediu pt. o anumită conc. de poluant ce det. moartea tuturor indivizilor dintr-o populaţie.

Timpul teoretic după care 50% din indivizi au pierit sub efectul unei conc. mai mari decât conc. letală.

Ex: CL 100

Substanţa Doza limită tolerată,ppm

CL 100,ppm

HCl 75 200NH3 200 750

H2SO4 0,5 1NH4OH 13 25CuSO4 50 100Fenol 1 10

Cromat de K 0,1 0,5Cianură de K 0,1 0,5

Obs.: Hidrocarburile pot distruge întreaga biocenoză a ecosistemelor acvatice.

ppm = părţi pe milion

69

Capitolul 9. POLUAREA RADIOACTIVĂ (NUCLEARĂ)

9.1 Clasificarea radiaţiilor după tipul lorTip

x y βParticule

elementare de origine nucleară

α

Natură Electro-magnetică de înaltă frecvenţă

Electronică(asem. cu lumina)

Neutroni, raze cosmice, alţi nucleoni

Nucleu de heliu

Adâncime de

penetrare

Blindaj de Pb de mai mulţi m grosime

Câţiva cm. Pot degrada acizii nucleici, viteză f. mare, fără sarcini el., f. periculoase.

Superficiale, la niv. epidermei.

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

70

9.2 Clasificarea surselor radioactiveSursa Tipul Caracteristici

Scoarţa terestră

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

Sol, apeSubstanţe

radioactive:K40, C14

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

Cosmos-„vânturi solare” - radiaţii cosmice de energie

înaltă;- iradiază organismele terestre; prin interacţiune cu nucleele de azot sintetizează tritiu şi C14;

-radiaţii ultraviolete ale fluxului solar

- acţiune bactericidă şi mutagenă

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

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.: 2 h - 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 Sr 90 şi Cs 137 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

72

9.3 Efectele biologice ale radiaţiilor ionizante

Efectele biologice ale radiaţiilor ionizante

1. Somatice - afectează fiziologic pe cei expuşi;- provoacă tulburări ce merg de la

moartea aproape instantanee a individului până la reducerea semnificativă a speranţei de viaţă

2. Genetice - 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

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

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 166x10 9 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

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

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) :

combustibilii fosili şi energia radioactivă;

- inepuizabile :

energia solară;

energia mareelor;

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

77

energia geotermică.

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 – cca. 13,1x1021J.

Legea randamentelor descrescânde: producţia unui anumit

combustibil variază după o curbă normală de tip Gauss.

Producţia totală de combustibil în istoria exploatării sale :

Q00= în care:

78

78

P = rata producţiei;

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

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 ? Hubert, 1969

80

80

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

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

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

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

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

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 economico-

sociale.

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

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

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

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

- 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:

Impact de mediu – reprezintă modificarea negativă

considerabilă a:

90

90

- 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

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

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

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 nevoilor esenţiale

de hrană, energie, locuinţă, loc de muncă, asistenţă

medicală, în scopul eliminării şi combaterii sărăciei;

94

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

zgomotelor, vibraţiilor, radioactivităţii, elaborează criterii pentru

crearea unor tehnologii „curate”.

96

96

Anexa 1Limitele de încărcare cu poluanţi a apelor uzate evacuate

în reţelele de canalizare ale localităţilorTabelul nr. 1

Nr.

crt. Indicator de calitate U.M.

Limite max.

admisibile

Metoda de

analiză

1. Temperatura 0C 40

2. pH 6,5 – 8,5 SR 8619/3-90

3. Materii totale în

suspensie(MTS)

mg/dm3 300 SR 6953 - 81

4. Consum biochimic de oxigen mg/dm3 300 SR 6560--82

5. Consum chimic de oxigen mg/dm3 500 SR ISO 6060/96

6. Azotat amoniacal mg/dm3 30 SR 8683-70

7. Fosfor total mg/dm3 5,0 SR 10 067-75

8. Cianuri mg/dm3 0,5 SR 7685-79

9. Sulfuri şi hidrogen sulfurat mg/dm3 0,5 SR 7510-66

10. Sulfiţi mg/dm3 10 SR 7661-89

11. Sulfaţi mg/dm3 400 SR 8601-70

12. Fenoli antrenabili cu vapori

de apă mg/dm3 30 SR 7167-92

13. Subst. extractibile cu eteri de

petrol mg/dm3 20 SR 7587-96

14. Detergenţi anionici

biodegradab.

mg/dm3 30 SR 7875-96

15. Plumb mg/dm3 0,5 SR 8637-79

16. Cadmiu mg/dm3 0,1 SR ISO 5961-93

17. Crom trivalent mg/dm3 1,0 SR 7884-91

18. Crom hexavalent mg/dm3 0,1 SR 7884-91

19. Cupru mg/dm3 0,1 SR 7795-80

20. Nichel mg/dm3 1,0 SR 7987-67

21. Zinc mg/dm3 1,0 SR 8314-87

22. Mangan mg/dm3 1,0 SR 8662-70

97

23. Clor liber mg/dm3 1,0 SR 6364-78

98

98

Anexa 2

Criteriile de calitate a aerului. Normele Uniunii Europene

Poluantul Criteriul Valoarea,μg/m3 aer*

Modul de calcul

NO2 Valoare ghid50 i50**

135 i98**Valoare limită 200 i98

SO2

Valoare limită80 i50

130 i50, pentru perioada de iarnă

250*** i98

Valoare ghid40-60 Media anuală

100-150 Media zilnică

Particule în suspensie

Valoare ghid40-60 Media anuală a valorilor

zilnice40-60 Media zilnică

Valoare limită80 i50

130 i50, pentru perioada de iarnă

250*** i98

Pb Valoare limită 2,0 Media anuală a valorilor zilnice

O3

Prag vegetaţie

65 Media zilnică a valorilor orare

Prag sănătate 110 Media pe 8 orePrag inf. pop. 180 Media orarăPrag vegetaţie

200 Media orară

Prag alertă 360 Media orară

99

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, 1975;

3. Botnariuc, N., Văideanu, A., „Ecologie”, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1982.

4. Dajoz, R., „Precis d’ecologie” Dunod, Paris, 1985.5. Barbault, R., „Ecologie génerale. Structure et fonctionnement de la

biosphère.” – Ed. Masson, Paris, 1990.6. 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

7. Târziu, D.R., „Ecologie” Curs univ. - Univ. TRANSILVANIA din Braşov,1994.8. Popescu M., Popescu M. „Ecologie aplicată” Ed. „Matrix Rom” Bucureşti,

20009. Cunningam, W.P., Saigo Woodworth, B., “Environmental Science – a global

concerne”, Wm. C. Brown Publishers, USA, 200110. 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”

100

100

Curs Ecologie

Documents

Transcript of Curs Ecologie