Környezetvédelem 1. A környezetvédelem alapjai, tárgya. Környezeti rendszerek. Biogeokémiai folyamatok. Ökológiai lábnyom.
2016/2017. tanév I. félév Dr. Buruzs Adrienn egyetemi adjunktus
[email protected] SZE AHJK Környezetmérnöki Tanszék 1
Tantárgyprogram 1. hét
A környezetvédelem alapjai, tárgya. Környezeti rendszerek. Biogeokémiai körfolyamatok
2. hét
Globális problémák. Népesedési problémák. Földünk vészjelei
3. hét
Ökológiai alapok
4. hét
Levegővédelem
5. hét
Az előadás elmarad
6. hét
Vízvédelem. Talajvédelem
7. hét
Hulladékgazdálkodás
8. hét
Közlekedés és környezet
9. hét
Az előadás elmarad
10. hét
Energetika és környezet
11. hét
Mezőgazdaság és környezet
12. hét
Az előadás elmarad
13. hét
Turizmus és környezet
14. hét
Zárthelyi
2
Követelmény és értékelés Félévi követelmény
Az elméleti részből 1 db zárthelyi megírása a 14. héten.
Félévi munka értékelése
A 14. héten zárthelyi megírására van lehetőség, mely esetében megajánlott jegy szerezhető. A kurzus írásbeli vizsgával zárul. Plusz pont szerezhető egyéni hallgatói előadás tartásáért (idegen nyelvű tudományos közleményben szereplő, a tantárgy témájához kapcsolódó információk bemutatása kiselőadás formájában, az oktatóval előre egyeztetve, 8 pont/előadás). Más, előre meghirdetett előadásokon való részvétel után is szerezhető plusz pont (részletekről az előadások előtt kapnak információt a hallgatók). A ZH és a vizsga értékelése 0-49%
elégtelen (1)
50-64%
elégséges (2)
65-79%
közepes (3)
80-89%
jó (4)
90-100%
jeles (5)
3
Követelmény és értékelés
Kötelező irodalom: -Bulla M. (szerk.): Környezetvédelem, HEFOP • jegyzet.sze.hu -az előadások anyaga •http://www.sze.hu/~buruzs Javasolt irodalom: -Rédey Á. (szerk.): Földünk állapota -Kerényi A. (szerk.): Környezettan • http://mkweb.uni-pannon.hu/tudastar/
4
Elérhetőség • • • • •
Szoba: D 512 Telefonszám: 96/503-400/3103 E-mail:
[email protected] Weblap: www.sze.hu/~buruzs Konzultációs időpont kedden 12.30-13.30 és előadások után
5
„Ha a rovarok kipusztulnának, 50 éven belül megszűnne az élet a Földön. Ha az emberiség kihalna, 50 éven belül kivirágozna a Föld.” Sir Ken Robinson 6
Környezetvédelem - fenntarthatóság • Képes-e a Föld eltartani az évente ~76 millióval növekvő népességet? • 2050: 9 milliárd ember – Erőforrások? – Károsanyag-kibocsátás? – Éhínség, felmelegedés, szárazság, pusztító viharok, erdőtüzek?
7
Környezetvédelem - fenntarthatóság • Elmúlt évek – USA: tiszta technológiákba történő beruházások 10x – Kína: áramtermelő kapacitás 2x
• Elkövetkező két évtized – Világ autóparkja négykerekű számítógép – Legsúlyosabb kérdések • világ ivóvízellátása, • kevésbé környezetterhelő mezőgazdaság, • élelmiszer-termelés megteremtése
• Modern gazdaságok alapja – Továbbra is: fosszilis energiaforrások (felmelegedés)
8
Környezetvédelem - fenntarthatóság • Helyi erőforrások hiányában jó tervezés beduin sátor • •
•
•
Kecskeszőr sátor Felfelé és kifelé hajtja a levegőt árnyék és huzat Esőben a szálak megduzzadnak vízhatlanná válik Hordozható, könnyen javítható
9
A környezet fogalma • Környezet Élővilág – a világ azon része, amelyben élünk és tevékenykedünk – az emberek, állatok és növények fejlődését és növekedését meghatározó külső feltételek (fizikai tulajdonságok intellektuális, szociális, gazdasági, politikai, kulturális, morális és érzelmi környezet) – az összes külső erő, hatás és feltétel, amely befolyásolja a földi életet, a természetet, az élő szervezetek viselkedését, növekedését, fejlődését és érését
• Ember Környezet
10
A környezet fogalma • Atmoszféra – az égitest felszínét körülvevő gázburok
• Hidroszféra – óceánok, tavak, folyók, tározók, gleccserek, talajvíz, páratartalom
• Litoszféra – a Föld külső, szilárd, merev kőzetburka (ásványok, szerves anyagok, levegő, víz)
• Bioszféra – a globális ökológiai rendszer, az összes élőlénnyel és ezek minden kapcsolatával, beleértve az élettelen környezettel való kapcsolatot is 11
A környezet fogalma • Fizikai elemek – felszínformák, vízkészlet, kőzetek, talaj, stb. meghatározzák az emberi élőhelyek változatos formáit, lehetőségeit és korlátait
• Biológiai elemek – növények, állatok, mikroorganizmusok és az ember bioszféra
• Kulturális elemek – gazdasági, szociális, politikai tényezők
12
Környezeti elemek • I. Ökoszisztémák alkotói – föld (alapkőzet, ásványvagyon,
– víz (felszíni vizek, felszín alatti vizek) – levegő (alsó légkör, felső légkör) – élővilág (ember, növényvilág, állatvilág, mikroorganizmusok)
• II. Épített környezet – települések – Infrastruktúrák
• Táj
Ember által alkotott objektumok
Táj
Szférák
barlangok, termőföld, talaj, domborzat)
– természetes táj – kultúrtáj 13
A környezettel kapcsolatos magatartások fogalma I. • A környezet igénybevétele – A környezetben változás előidézése, a környezetnek vagy elemének természeti erőforráskénti használata – A fogalom értelmezése: mennyiségi oldal/input
• Környezetterhelés – Valamely anyag vagy energia közvetlen vagy közvetett kibocsátása a környezetbe – Értelmezés: minőségi oldal/output
14
A környezettel kapcsolatos magatartások fogalma II. • Környezethasználat – A környezetnek vagy valamely elemének igénybevételével, illetőleg terhelésével járó tevékenység – Értelmezés: gyűjtőfogalom
• Környezetszennyezés – A környezet valamely elemének a kibocsátási határértéket meghaladó terhelése – Fogalomértelmezés: a határérték norma, túllépése jogellenes, szankcionálható
15
A környezettel kapcsolatos magatartások fogalma III. • Környezetkárosítás – az a tevékenység vagy mulasztás, amelynek hatására környezetkárosodás következik be – Értelmezése: a környezetkárosodás fogalma alapján
• Környezetveszélyeztetés – a környezetkárosodás bekövetkezésének közvetlen veszélye – Értelmezése: elővigyázatosság
16
A környezetszennyezés primer folyamatai • Emisszió – kibocsátás, mennyiség/idő, pl. m3/s; g/s stb., pl. a kémény által kibocsátott SO2 mértéke
• Transzmisszió – a szennyezőanyag terjedése
• Immisszió – szennyezettségi érték, mennyiség/térfogat = koncentráció, pl. g/m3; pl. a légkör SO2 koncentrációja
17
Környezettudomány • Védelem és a megőrzése fontossága – a szennyező anyagok válogatás nélküli környezetbe bocsátásának veszélyei
• Számos környezetvédelmi probléma mérete és komplexitása napról napra nő – fenyegetve a emberiség létét a Földön erőforrások kímélését, a termékek újrahasználatát és feldolgozását össze kell hangolni az ökológiai ciklusokkal
18
Környezettudományhoz kapcsolódó tudományok • Multidiszciplináris tudomány – – – – – – – – –
Ökológia Földtudományok Kémia, biológia, orvostudományok Fizika, műszaki tudományok Matematika, számítástechnika Agrártudományok Közgazdaságtan, jogtudomány Politikatudomány, szociológia, demográfia Pedagógia
19
A környezettudomány főbb kérdései • A társadalom olyan mértékű
változásokat idézett elő már eddig is a Föld bolygón, hogy indokolt megvizsgálni, mik ezeknek a változásoknak a gyökerei – Milyen emberi tevékenységek vezetnek az élő természeti környezet pusztulásához és az élettelen környezet
degradálódásához? – Mi az, amit a társadalomnak másképp kell csinálnia, mint eddig?
• A természet és a társadalom működése 20
Környezeti rendszerek • Rendszer: alkotóelemek csoportja, és közöttük lévő kapcsolatok, amelyek működő egységet alkotnak • Gaia-elmélet: a Föld bolygó összes élő és élettelen része egy szorosan összefüggő rendszert alkot, amely rendszer homeosztatikus működésű képes fenntartani létezésének feltételeit.
21
Környezeti rendszerek • A Föld rendszerek az élő és élettelen alkotórészek közötti kölcsönhatásokból állnak • Ezek a kölcsönhatások tartalmazzák a BEMENETet, a bemenetek FELDOLGOZÁSát, és a bemenetek által létrehozott KIMENETet.
22
Környezeti rendszerek • A Földön megfigyelhető tárgyak, természeti objektumok hatnak egymásra – vízrendszer elemei (anyagszállítás) • Rendszerek – egységek, elemek sokasága kölcsönhatás, kapcsolat – nem statikusak anyag- és energiaáramlás – külső hajtóerő és belső energia
23
Zárt rendszerek • Energiát vesz fel és ad le, de anyagot nem cserél a környezetével ritkán fordul elő a Földön • Föld – Természetes zárt rendszer nem létezik a Földön, de a Föld kvázi zárt rendszer (napenergia és visszasugárzás jelentős; anyagbevitel és –leadás elhanyagolható) – Bemenet: meteoritok – Kimenet: a légkörből megszökő anyagi részecskék, mesterséges (vissza nem térő) égitestek
24
Nyílt rendszerek • Anyagok és energiák cseréje • Élőlények – anyag- és energiacseréjük során módosítják környezetüket, miközben saját szervezetük megőrzi funkcióit
• Környezeti rendszerek – minden egyes alkotóelemet körülvesz egy tágabb környezet
25
Nyílt rendszerek • Energia: a rendszerek működéséhez mindig szükséges – rendszeren kívülről: az egyed feletti szerveződés eredményeként létrejövő élő rendszerek (napenergia) – rendszeren belülről (pl. a Föld belső hője meghatározza a lemeztektonikai folyamatokat)
• Az anyag- és energiaáramlás változásokat okoz a rendszerben megmarad minden lényeges tulajdonsága • Információk áramlása (genetikai információ)
26
Dinamikus egyensúlyi állapot • Önszabályozó képesség (alapja: visszacsatolás = a rendszer kimenetének egy részét hozzáadjuk a bemenethez)
• Pozitív visszacsatolás: hatására a rendszer instabillá válik – Környezeti szempont: rendkívül veszélyes a pozitív visszacsatolások túlsúlya a rendszer minőségi változása; adott formájának pusztulása
• Negatív visszacsatolás: hatást fejt ki a rendszerre – Korrigálja annak működését: fékezi vagy meggátolja a kiinduló állapotot módosító hatásokat stabilizáló visszacsatolás
27
28
A negatív és a pozitív visszacsatolás elvi vázlata
29
Biogeokémiai ciklusok • Anyag- és energiaáramlás és –raktározódás a rendszerekben biogeokémiai ciklus • Az energia az egyik egységből a másikba áramlik, pl. a táplálékláncban. Amikor az egyik élőlény megeszi másik élőlényt, a közöttük áramló energia kémiai energia formájában raktározódik (pl. hús) • Az energia a szerves vegyületek által szénkötések formájában is átáramlik az ökoszisztémán. A légzés energiát szabadít fel, amelyet vagy felhasznál a szervezet, vagy hő formájában elvész
30
Biogeokémiai ciklusok
31
Energiaáramlás • Napenergia: az ökoszisztémák energiájának forrása
32
Karbon-ciklus
33
Nitrogén-ciklus
34
Tervezzen olyan termelési rendszert, amely • évente több millió tonna mérgező anyagot juttat a levegőbe, a vízbe és a talajba; • olyan veszélyes anyagokat állít elő, amely kiváltja a jövő generációk állandó éberségét; • gigantikus mennyiségű hulladékot termel; • az értékes anyagokat a bolygó egészén olyan gödrökben helyezi el, ahonnan soha többé nem lehet azokat visszanyerni; • bonyolult szabályok ezreit igényli – nem azért, hogy az embereket és a természet rendszereit biztonságban tartsa, hanem azért, hogy elnyújtsa az emberiség kínhalálát; • a termelékenységet azzal méri, hogy milyen kevés embert foglalkoztat; • a természeti erőforrások kiaknázásával és kimerítésével teremt jólétet; • elpusztítja a fajok és a kulturális szokások sokféleségét. 35
Tervezzen olyan termelési rendszert, amely
36
Ökológiai lábnyom • Mennyink van, és mire van szükségünk? • Minden egyes ember és társadalom elfoglal bizonyos teret bolygónk felszínéből – Megtermeli az élete fenntartásához szükséges javakat – Feldolgoztatja a természettel a hulladékokat ennek a térnek a nagysága: ökológiai lábnyom
• Wiiliam Rees kanadai ökológusprofesszor és Mathias Wackernagel (1995) • Föld biokapacitása: 11,9 milliárd globális ha 7 milliárd ember (1,7 gha/fő) – Egy kanadai átlagember ennél négyszer több földterületet használ, míg egy átlag indiai ökológiai lábnyoma nem éri el az 1 hektárt
37
Ökológiai lábnyom • Sokféle kategória; különböző számítások a források előállításához szükséges földterület nagysága összehasonlítás • Kiszámítható egyes emberekre, csoportokra, régiókra, országokra vagy vállalkozásokra is
• http://www.glia.hu/okolabnyom/ • http://www.kothalo.hu/labnyom/ • http://myfootprint.org/
38
Ökológiai lábnyom
40
Ökológiai lábnyom országonként
41
42
43
Ökológiai hiány (deficit) 1. Fogyasztás (hova és mennyit utazunk, milyen tágas otthonban élünk és milyen fajta ételt fogyasztunk) 2. Technológia (milyen tisztán és hatékonyan termeljük a javakat és nyújtjuk a szolgáltatásokat ) 3. Népesség 4. Minél több ember lesz, annál kevesebb lesz a rendelkezésre álló kapacitás személyenként környezeti adósságot halmoznak fel a jövővel szemben
44
Ökológiai deficit • Ha egy ország túllépi ökológiai lehetőségeit a fogyasztás szintje, vagyis a "kiadások" növekszenek – adósság után fizetendő kamat – a zsugorodó erdők, a biodiverzitás és a halhozamok csökkenése, – az élelmiszerhiány, a kimerített földterületeken tapasztalható termelékenység csökkenése, – a légkörben és óceánokban a felhalmozódott szén-dioxid megterheli a környezetet, tönkreteszi a gazdaságot is – globális felmelegedés
45
It takes 1.5 years for the Earth to regenerate the renewable resources that people use, and absorb the CO2 waste they produce, in that same year 46
Ökológiai túllövés
47
48
Overshooting Ökológiai túllövés • A természeti erőforrások megújuló képességének és az emberiség erőforrásigényének ( ökológiai lábnyomának) egymáshoz való viszonya • Nemzetközi Túlfogyasztás Napja (Ökológiai Túllövés Napja) minden évben az nap, amikor a két érték találkozik, – amikortól már a bolygó megújító képességen felül fogyasztunk – ha a Föld egy gyümölcsös lenne, akkor eddig a napig a termést ettük, ezután viszont már a fákat vágjuk ki és esszük meg – a rendszer fenntarthatatlansága abból fakad, hogy a következő évben így már kevesebb gyümölcsünk lesz
49
Overshooting Ökológiai túllövés •
az emberiség túlfogyasztja a Föld természeti erőforrásait
•
felhasználjuk az erőforrásokat, amelyeket a bolygó fenntartható módon képes előállítani adott évben, és így átlépünk a túllövés állapotába már nem csak a természeti tőke hozamait használjuk, hanem azon túl már a tőkéből is költekezünk
•
az emberiség tehát több erőforrást fogyaszt, mint amit a Föld biztosítani képes ez az állapot hosszútávon nem lehet fenntartható
• • • • • • •
2009. szeptember 25. 2010. augusztus 21. 2011. szeptember 17. 2012. augusztus 22. 2013. augusztus 20. 2014. augusztus 19. 2016. augusztus 13. 50
Az emberiség ökológiai lábnyoma (1961)
Minél sötétebb zöld egy ország, annál kisebb az ökológiai lábnyoma. A legsötétebb zöld országok: 1,5 x-ese volt (Kanada, Ausztrália, Finnország) volt annak, amit ezek az országok felhasználtak USA: kevesebb, mint 50 százalékkal lépte túl a határt 51 Nem zöld: túllépték biológiai eltartó-képességüket
Az emberiség ökológiai lábnyoma (2005)
Ökológiai fenntarthatóságát túllépi: USA (50-100%-kal); Mexikó, Kína, vagy India (100-150%-kal); Egyiptom, 52 Spanyolország, Nagy-Britannia vagy Japán. (>150%) Ausztrália és Kanada: még mindig fenntartható (alacsony népességszám)
Köszönöm a figyelmet!
53
