Technická univerzita v Liberci fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická Doc. RNDr. Petr Anděl, CSc. ZÁKLADY EKOLOGIE Studijní texty 2010
Struktura předmětu 1. ÚVOD 2. EKOSYSTÉM MODELOVÁ JEDNOTKA 3. ABIOTICKÉ SLOŽKY teplota, elmag. záření, voda chemismus, radioaktivita, hluk 4. BIOTICKÉ SLOŽKY populace, společenstvo 5. TOK ENERGIE 6. KOLOBĚH HMOTY 7. ŘÍZENÍ 8. VÝVOJ
3. ABIOTICKÉ FAKTORY
ABIOTICKÉ SLOŽKY (FAKTORY) 1. Teplota 2. Elektromagnetické záření 3. Voda 4. Chemismus 5. Radioaktivita 6. Mechanické vlnění
3.4 CHEMISMUS
MINAMATA
KOLOBĚH RTUTI člověk savci ptáci toxické účinky přírodní i umělé zdroje C 2 H 6 Hg UV (CH 3 ) 2 Hg kumulace rtuť v různých formách detoxikace potravní řetězec ryby CH 3 Hg + (CH 3 ) 2 Hg Hg HgS Hg 2+ CH 3 Hg + (CH 3 ) 2 Hg H 2 S bakterie
3.4.1. ZASTOUPENÍ PRVKŮ V PŘÍRODĚ
Obsahy prvků v zemské kůře Klarkové obsahy = průměrné obsahy v zemské kůře řádové prvky (příklady) koncentrace 10-1 10 % 0, Si 10-2 1% Al, Ca, Fe, K, Mg, Na 10-3 promile P 10-4 C, Cl, F, Mn, S, 10-5 B, Cu 10-6 ppm As, Be, U 10-7 I 10-8 Ag, Hg, Pb, Se 10-9 ppb Au, Pt
Zastoupení hlavních prvků pořadí nejvíce zastoupených prvků podle hmotnosti 1 2 3 4 5 atmosféra N O Ar H C hydrosféra O H Cl Na Mg zemská kůra O Si Al Fe Ca biosféra O C H N Ca
3.4.2 TOXICKÉ PŮSOBENÍ LÁTEK
Chemické látky Chemické látky z pohledu jedince: vlastní součástí jeho metabolismu cizí = xenobiotika všechny ostatní každý organismus obklopen cizími látkami nutnost vytvořit si obranné mechanismy
DVA ZÁKLADNÍ SUBJEKTY CHEMICKÁ LÁTKA BIOLOGICKÝ SYSTÉM
DVA ZÁKLADNÍ KROKY EXPOZICE ÚČINEK
DVA ZÁKLADNÍ KROKY EXPOZICE ÚČINEK BEZ EXPOZICE NENÍ ÚČINKU
ZÁKON TOLERANCE pro ESENCIÁLNÍ (nezbytné) lákty prosperita systému optimum letální minimum letální maximum interval tolerance ekologický faktor
ZÁKON TOLERANCE pro NEESENCIÁLNÍ (nepotřebné) látky prosperita systému optimum letální maximum interval tolerance ekologický faktor
Základní princip toxikologie Jen dávka určuje to, zda je látka jedem. (Paracelsus středověký alchymista)
3.4.3. VYBRANÉ SKUPINY LÁTEK
Organokovové sloučeniny
Arcachon
Předožábří plži působením TBT - imposex (Svět zvířat X, 2001)
Organocínové sloučeniny TBT - TRIBUTYLCÍN jedna z nejtoxičtějších látek uvolňovaných do životního prostředí široké technické využití: příměs barev, plastů, textilu, kůží pesticid v zemědělství
Pesticidy
PESTICIDY Rozdělení podle cílového organismu: insekticidy hmyz akaricidy roztoči moluskocidy měkkýši rodenticidy hlodavci herbicidy rostliny fungicidy houby
Příklady insekticidů Rozdělení podle chemického složení: 1. Chlorované uhlovodíky (DDT, hexachlorhexan, lindan) 2. Organofosfáty 3. Karbamáty (carbofuran)
Nespecifické působení Hlavní rizika
OBALEČ MODŘÍNOVÝ LETECKÁ APLIKACE INSEKTICIDŮ
Aplikace insekticidů Pokles početnosti lesních druhů: drozd zpěvný (Turdus philomelos) Flousek a Gramsz (1999)
Aplikace insekticidů Dlouhodobý vliv na populace hmyzožravých ptáků: sýkora koňadra (Parus major) Flousek et Gramsz (1999)
Aplikace insekticidů Dlouhodobý vliv na populace hmyzožravých ptáků: králíček obecný (Regulus regulus) Flousek a Gramsz (1999)
SPOTŘEBA PESTICIDŮ V EVROPĚ Celková spotřeba pesticidů (kg/ha/rok) (Europa s Environment 1995)
Průmyslová hnojiva
dusíkatá fosforečnanová Hlavní typy
Hlavní ekologická rizika eutrofizace povrchových vod unifikace krajiny
vodní květ sinic
vodní květ sinic
ortofoto 1948
ortofoto 2002
Ortomapa z roku 1996
Ortomapa z roku 1953
Ropné látky
ROPNÉ HAVÁRIE
HAVÁRIE TANKERŮ MÍSTA HAVÁRIÍ TANKERŮ (NAD 10 000 bbl) OD ROKU 1974 (1 bbl = barrel of crude oil = 0,13 tun) (Europa s Environment, 1995)
Emise ze spalovacích procesů
Hlavní složky prachové částice anorganické plyny (oxidy síry, oxidy dusíku..) těžké kovy organické látky radionuklidy
VÝVOJ EMISÍ SO 2, NO x, NH 3 V EVROPĚ
IMISE
KONCENTRACE OXIDU SIŘIČITÉHO V OVZDUŠÍ (1990) Pole ročních aritmetických průměrů koncentrací oxidu siřičitého v roce 1990 Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999
KONCENTRACE OXIDU SIŘIČITÉHO V OVZDUŠÍ (1999) Pole ročních aritmetických průměrů koncentrací oxidu siřičitého v roce 1999 Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999
KONCENTRACE PRAŠNÉHO AEROSOLU (1990) Pole ročních aritmetických průměrů koncentrací prašného aerosolu v roce 1990 Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999
KONCENTRACE PRAŠNÉHO AEROSOLU (1999) Pole ročních aritmetických průměrů koncentrací prašného aerosolu v roce 1999 Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR r.1999
BRYOMONITORING
BRYOMONITORING - ARSEN
BRYOMONITORING - KADMIUM
BRYOMONITORING - OLOVO
Persistentní organické látky
Definice = organické látky, které mají tendenci dlouhodobě setrvávat v prostředí
Hlavní skupiny polyaromatické uhlovodíky (PAH) polychlorované bifenyly (PCB) dioxiny (polychlorované dibenzodioxiny - PCDD) (polychlorované dibenzofurany PCDF)
EMISE Z DOPRAVY
Vývoj emisí škodlivin v závislosti na intenzitách dopravy D1 km 3,0 50000 12 45000 40000 10 OA 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 Intenzita/24 hod 1998 8 g/sec 6 4 2 Nl Nt CO NOx CnHn SO2 0 Rok
Vliv modernizace vozového parku 100 90 emise NOx 80 70 60 50 40 30 20 10 0 konvenční typ Euro I., Euro II Euro III., Euro IV.
100 80 Koncentrace Pb,Cd,Zn v půdě - vzdálenost od okraje dálnice: 10m limit A pozadí 60 40 Pb Cd Zn 20 0 3 20 41 68 81 100 118 128 153 178 km