Problemy środowiskowe współczesnego świata wiążą się z coraz szybciej postępującą ingerencją człowieka w środowisko naturalne. Ingerencja ta zaczęła uwidaczniać się od początku neolitu (10 000–4 000 p.n.e), a znacznie przyspieszyła wraz z rewolucją przemysłową od końca XVIII wieku. Zmiany środowiska naturalnego spowodowane antropopresją są tak duże, że według większości badaczy na koniec XVIII wieku datuje się początek nowej ery – antropocenuantropocenantropocenu.

Działalność człowieka w antropocenie przejawia się głównie w negatywnych zmianach na Ziemi. Najważniejsze problemy środowiskowe, jakie obserwujemy w antropocenie, można rozpatrywać w trzech aspektach:

A. nadmiernego wykorzystywania zasobów przyrodniczych i obciążenia środowiska spowodowanego wzrostem gospodarczym i wzrostem konsumpcji, czego efektem jest zanieczyszczenie powietrza, wody i gleby (w tym jej degradacja) oraz problemy wynikające z niewłaściwego użytkowania ziemi, takie jak degradacja pedosfery i hydrosfery, a także wylesienie i pustynnienie;

B. zmian klimatu o charakterze globalnym, w tym głównie ocieplanie się klimatu, ekstremalizacja zjawisk pogodowych i ich skutków;

C. utraty bogactwa różnorodności biologicznej.

Jak zauważa Andrzej Kassenberg, wytwarzanie dóbr konsumpcyjnych, zwłaszcza materialnych, prowadzi do coraz większego niszczenia zasobów przyrodniczych. Wiąże się to z rosnącą liczbą ludności i rosnącą popularnością nadkonsumpcyjnego modelu życia. W efekcie prowadzi to do degradacji środowiska.

ZANIECZYSZCZENIE POWIETRZA

Zanieczyszczenie powietrza bezpośrednio wiąże się z występowaniem w nim gazów, cieczy i ciał stałych, niebędących jego naturalnymi składnikami lub występujących w stężeniach nieodpowiadających naturalnemu składowi atmosfery ziemskiej. Ten rodzaj zanieczyszczeń jest szczególnie niebezpieczny z uwagi na to, że jest niewidoczny i szybko przemieszczający się na duże odległości. Do najbardziej szkodliwych substancji znajdujących się w powietrzu zalicza się PM2,5 i PM10. PM2,5 to aerozole atmosferyczne odpowiedzialne za liczne i poważne problemy zdrowotne. Ich średnica nie jest większa niż 2,5 mikrometra. PM10 to mieszanina zawieszonych w powietrzu cząsteczek, których średnica nie przekracza 10 mikrometrów. Jest ona szkodliwa z uwagi na rakotwórcze metale ciężkie (benzopireny, furany, dioksyny). Koncentrację PM2,5 i PM10 przedstawiają ryciny 1 i 2.

Zanieczyszczenie powietrza o dużym stężeniu pyłów PM2,5 i PM10 oraz gazów powoduje zjawisko smogusmogsmogu. Słowo „smog” powstało na początku XX  w. i odnosiło się do tzw. mgły grochowej – znanego i poważnego problemu w Londynie w okresie od XIX w. do połowy XX w. (fot. 1). Ten rodzaj widocznego zanieczyszczenia powietrza składa się z tlenków azotu, tlenków siarki, ozonu, dymu i innych cząstek stałych. Smog wytworzony przez człowieka jest pochodną emisji ze spalania węgla w paleniskach domowych, emisji ze spalin pojazdów, emisji pyłów przemysłowych, czasem pożarów lasów oraz reakcji fotochemicznych tych emisji.

W zależności od okresu występowania smog klasyfikowany jest na letni lub zimowy. Letni smog jest przede wszystkim związany z fotochemicznym tworzeniem się ozonu. W okresie letnim, kiedy temperatury są wyższe i jest więcej światła słonecznego, dominującym rodzajem powstającego smogu jest smog fotochemiczny (fot. 1). Do powstawania smogu zimowego przyczyniają się niskie temperatury powietrza, które wiążą się z emisją pyłów, głównie ze spalania węgla i innych paliw kopalnych do ogrzewania budynków.

Dodatkowym czynnikiem zwiększającym koncentrację pyłów w powietrzu są inwersje atmosferyczne. Efekt smogu, najbardziej widoczny w obszarach mocno zurbanizowanych, powoduje niszczenie elewacji budynków. Stanowi on także zagrożenie dla zdrowia, wywołując reakcje alergiczne, astmę, niewydolność oddechową. Smog może prowadzić do lokalnych opadów kwaśnego deszczu. Opady te zawierają trujące kwasy (siarkowy i azotowy), powstałe z reakcji gazów wyemitowanych do atmosfery z wodą. Kwaśne deszcze mają negatywny wpływ na środowisko, przyczyniając się do niszczenia lasów (fot. 2) oraz zakwaszania gleby i wód.

RbY1f8mPpwas3

Zdjęcie przedstawia smog westminsterski w Londynie. Na pierwszym planie znajduje się Tamiza płynąca pod mostem. W tle są przysłonięte smogiem zabudowania miasta.

R10hVOlxQl8w7

Zdjęcie przedstawia skutek kwaśnego deszczu. Drzewa są nagie, całkowicie pozbawione zieleni. Niektóre są połamane. Pomiędzy nimi rośnie niska zielona roślinność.

Poważny problem stanowi zanieczyszczenie powietrza w efekcie skażenia promieniotwórczego. Powstaje ono w wyniku celowych wybuchów (testów atomowych) lub awarii urządzeń w elektrowniach atomowych. Kompletną, chronologiczną listę wybuchów jądrowych z uwzględnieniem bojowego użycia broni jądrowej podczas ataków na Hiroszimę i Nagasaki można znaleźć tutaj. Wpływ tych wybuchów na przyszłe pokolenia ludzi i innych organizmów pozostaje nieznany. O ich mocy i zagrożeniu, jakie spowodowały, może świadczyć pierwszy test po II wojnie światowej. Wykonali go Amerykanie 30 czerwca 1946 roku na atolu Bikini w archipelagu Wysp Marshalla. Do dziś ewakuowana wówczas ludność nie może powrócić na ten teren.

Natomiast spis ważniejszych awarii i katastrof jądrowych w elektrowniach można znaleźć tutaj. Jedną z nich, najbardziej zagrażającą Polsce, była awaria w Czarnobylu w kwietniu 1986 roku (fot. 3).

R8pywYvyvbp3b

Zdjęcie przedstawia elektrownię jądrową w widoku z lotu ptaka. Z reaktora wydobywa się chmura pary.

ZANIECZYSZCZENIE WODY

Do zanieczyszczenia wód dochodzi na wiele różnych sposobów. Należą do nich:

• zrzuty ścieków komunalnych, przemysłowych i kopalnianych do rzek i zbiorników wodnych;

• spływ nawozów z pól;

• katastrofy statków i platform wiertniczych;

• podwodne składowiska odpadów radioaktywnych;

• mikroplastikmikroplastikimikroplastik.

Problem zanieczyszczenia wody jest już powszechnie znany, a informacje na ten temat znajdują się w grafice interaktywnej oraz w internecie (1 i 2).

Warto natomiast zwrócić uwagę, że współcześnie pojawił się problem zanieczyszczenia wód mikroplastikiem (fot. 4). Dotyczy on w szczególności plastikowych śmieci w oceanach, które trafiają tam przede wszystkim za pośrednictwem rzek. Mikroplastik powstaje poprzez rozpad odpadów wykonanych z tworzyw sztucznych, takich jak butelki PET, słomki i torby plastikowe. Rozpadają się one na coraz mniejsze elementy i nigdy nie ulegają całkowitej degradacji. Z tego powodu olbrzymie ilości małych kawałków plastiku są obecnie rozsiane po każdym zakątku naszej planety, a będzie ich więcej.

RnevLnC1rimjG

Zdjęcia przedstawiają mikroplastiki w osadach z rzek. Na zdjęciu A mikroplastik ma niewielkie niemal kuliste kształty o jasnej barwie. Na zdjęciu B mikroplastik jest niemal kulisty o ciemnej barwie. Na zdjęciu C mikroplastik ma prostokątne oraz zbliżone do pięciokąta kształty o jasnej barwie. Na zdjęciu D mikroplastik ma w większości kuliste kształty o jasnej barwie.

ZANIECZYSZCZENIE I EROZJA GLEB

Erozja gleb polega głównie na mechanicznym niszczeniu gleby przez różne czynniki zewnętrzne (fot. 5). Problem ten wiąże się między innymi z:

• wylesieniem,

• pustynnieniem, 

• zmianami klimatycznymi.

W wyniku erozji dochodzi do degradacji gleby, czyli zmian jej składu i właściwości, które prowadzą do spadku jej żyzności. Erozji i związanej z nią degradacji żyznych gleb na świecie, której uległo już około 25% ich całkowitej powierzchni, towarzyszy powstawanie jałowych gleb preriowych i pustynnych. Przyczyny są zarówno naturalne, jak i antropogeniczne, a do najpowszechniejszych z nich należą:

• niewłaściwa gospodarka rolna, w tym intensywne rolnictwo, zły dobór roślin uprawnych, nadmierny wypas zwierząt, nieprzystosowane uprawy do warunków lokalnych, prowadzące do erozji wietrznej i wodnej, stosowanie w nadmiarze  nawozów sztucznych i pestycydów (fot. 5);

• regulacja rzek i intensywna melioracja; 

• wycinka drzew;

• na żyznych glebach buduje się miasta, autostrady i obiekty przemysłowe. 

Szczególnie dotknięte degradacją gleby są Afryka i Azja.

R1SwLOQrCGm6Y

Zdjęcie przedstawia erozję gleby. Przez środek gleby przebiega niemal liniowe rozdarcie wypełnione błotnistą wodą.

Wylesienie

Nie bez znaczenia dla funkcjonowania Ziemi jest proces wylesienia (deforestacji). Polega on na wycinaniu drzew i zastępowaniu tej formy pokrycia terenu inną. Lasy zajmują około 30% powierzchni Ziemi. Miliony ludzi na całym świecie związane są zawodowo i uzależnione funkcjonalnie od lasów. Jednakże lasy to przede wszystkim regulator klimatu i COIndeks dolny 2₂ oraz naturalne tereny siedliskowe dla zwierząt. Według niektórych danych co roku z powierzchni Ziemi znikają lasy o powierzchni większej niż Polska. Inne źródła podają, że w 2017 roku zniknęły z powierzchni Ziemi lasy tropikalne wielkości Bangladeszu.

Wylesianie ma dwojaki charakter – antropogeniczny i naturalny. Do jego głównych przyczyn związanych z działalnością człowieka zalicza się: wzrost powierzchni pastwisk i pól uprawnych, intensyfikację przemysłu wydobywczego, zapotrzebowanie na produkty drzewne i papiernicze, budowę dróg i tam rzecznych. Natomiast za naturalne przyczyny uznaje się głównie huragany (fot. 6), powodzie i pożary. Jedne i drugie wiążą się ze zmianami klimatycznymi, a te z kolei spowodowane są między innymi zwiększoną emisją COIndeks dolny 2₂. W ten sposób mamy do czynienia ze sprzężeniem zwrotnym dodatnim.

R9TCucyYZQtXy

Zdjęcie przedstawia obszar dotknięty wylesieniem. Drzewa występują w dużych odstępach od siebie, są przechylone. Na ziemi leżą pojedyncze gałęzie.

Pustynnienie

Pustynnienie jest procesem powodowanym przez czynniki naturalne (np. zmiany klimatyczne) oraz przez działalność człowieka. Najbardziej na nie narażone są półpustynie i obszary położone na obrzeżach pustyń (sawanny). Do głównych przyczyn procesu pustynnienia zalicza się:

• nadmierną eksploatację zasobów naturalnych;

• nawet niewielkie zmiany klimatyczne, szczególnie zmniejszanie się sumy opadów;

• niszczenie naturalnej pokrywy roślinnej, np. przez nadmierny wypas na stepach i sawannach;

• zaorywanie stepów pod zbyt intensywną uprawę roślin; 

• nadmierne zużycie wody;

• intensywne melioracje;

• wylesianie;

• górnictwo. 

W konsekwencji dochodzi do postępującej erozji, wzrostu zasolenia gleb oraz wzrostu intensywności burz pyłowych. 

Obszary zagrożone pustynnieniem występują w:

• Europie – na Półwyspie Iberyjskim, na Ukrainie i na Węgrzech, w pewnym stopniu również w Polsce;

• Azji – w pasie półpustyń i pustyń w środkowej części kontynentu, na Wyżynie Irańskiej, Nizinie Indusu i w środkowej części Półwyspu Dekańskiego;

• Afryce – na obrzeżach Sahary (fot. 7), pustyni Namib i Kalahari;

• Australii – obrzeża pustynnego wnętrza i południowo‑zachodnia część kontynentu;

• Ameryce Północnej – śródgórska Wielka Kotlina i Wielkie Równiny u podnóża Gór Skalistych;

• Ameryce Południowej – północna Wyżyna Brazylijska i Patagonia.

Ogółem zagrożonych pustynnieniem jest 110 krajów na całym świecie. Proces ten wiąże się z rozwojem gospodarczym i społecznym. Więcej informacji na ten temat znajduje się w lekcji „Susze i pustynnnienie”.

RS2Id2IZ7lnRm

Zdjęcie przedstawia pustynnienie. Na pierwszym planie znajdują się niewielkie budynki pomiędzy rzadko rosnącymi drzewami. Podłoże jest złożone z piasku. W tle jest sam piasek oraz rosnące na nim drzewa.

GLOBALNE OCIEPLENIE

Globalnym ociepleniem nazywa się wzrost średniej globalnej temperatury Ziemi, co może być rezultatem dopływu do Ziemi dodatkowego ciepła przechwyconego przez gazy cieplarniane. Średnia globalna temperatura powierzchni oceanów i lądów wzrosła w latach 1901–2012 o około 0,89ºC. Wzrost temperatury jest prawdopodobnie skutkiem większego niż przed erą przemysłową promieniowania zwrotnego atmosfery i obecnie szacuje się, że za ten dodatkowy strumień promieniowania zwrotnego w 80% odpowiada dwutlenek węgla emitowany przez człowieka. Skutkiem globalnego ocieplenia jest:

• topnienie lodowców (fot. 8), 

• podniesienie poziomu morza,

• intensyfikacja ekstremalnych zjawisk pogodowych (powodzie, tajfuny i in.).

Wzrost intensywności zjawisk ekstremalnych

Wśród wymienionych skutków zmian klimatycznych warto zwrócić uwagę na intensyfikację ekstremalnych zjawisk pogodowych, która polega na wzroście liczby i siły huraganów oraz sumy (ryc. 3) i intensywności opadów. Mają one katastrofalne skutki dla środowiska i powodują wzrost liczby powodzi (ryc. 3).

Zanieczyszczenie środowiska i zmiany klimatyczne przyczyniają się do zmniejszania się bioróżnorodności. Prognostyczne badania naukowe wykazały, że nie mniej niż połowa gatunków roślin i zwierząt na wielu obszarach tropikalnych jest zagrożona lokalnymi wyginięciami do końca XXI wieku z powodu zmian klimatu:

• do 90% płazów, 86% ptaków i 80% ssaków może potencjalnie wyginąć lokalnie w lasach Miombo w Południowej Afryce;

• 69% gatunków roślin może wyginąć w Amazonii;

• 60% wszystkich gatunków jest zagrożonych wyginięciem na Madagaskarze.

Ocieplenie klimatu ma coraz większy wpływ na to, że biomy przesuwają się od równika w kierunku biegunów wraz z pewną liczbą gatunków, które jeszcze nadążają za szybko zachodzącymi zmianami klimatu. Przesunięcia granicy występowania gatunków występują na obszarach o wysokim tempie zmian klimatu.

Masowe wymieranie gatunków trwa od co najmniej lat 70. XX wieku. Rozrastająca się populacja ludzka przyczynia się do kurczenia się liczby naturalnych ekosystemów, zwłaszcza leśnych i bagiennych. Oprócz zanieczyszczenia środowiska i zmian klimatycznych, do spadku bioróżnorodności przyczyniają się: degradacja siedlisk, zanikanie korytarzy ekologicznych, napływ obcych gatunków inwazyjnych, zastępowanie gatunków mniej odpornych bardziej odpornymi i nadmierna eksploatacja zasobów żywych.

Instytucje międzynarodowe próbują przeciwdziałać utracie bioróżnorodności. Do aktów prawnych mających wspomóc walkę ze spadkiem różnorodności biologicznej w Unii Europejskiej należą:

1. Dyrektywa w sprawie ochrony dzikiego ptactwa – ma na celu ochronę wszystkich 500 gatunków dzikiego ptactwa występujących naturalnie w UE;

2. Dyrektywa w sprawie ochrony siedlisk przyrodniczych oraz dzikiej fauny i flory – zapewnia ochronę rzadkich, zagrożonych lub endemicznych gatunków zwierząt i roślin, w tym około 200 rzadkich i charakterystycznych typów siedlisk;

3. Natura 2000 – program tworzący największą sieć obszarów chronionych na świecie, z kluczowymi terenami rozrodu i odpoczynku dla rzadkich i zagrożonych gatunków oraz rzadkimi typami siedlisk przyrodniczych;

4. Inicjatywa UE dotycząca owadów zapylających – ma na celu przeciwdziałanie spadkowi liczebności zapylaczy w UE.

Słownik