I Uvod u ekotoksikologijuII Putevi ulaska zagađujućih supstanci u ekosistem sa primerima stanja u našoj zemlji

Prof. Dr Dragana Vujanović, vandr. prof.

UVOD I OSNOVNI POJMOVI

Termin ekotoksikologija uveo je 1969. René Truhaut, profesor na farmaceutskom fakultetu u Parizu.

Zvanično je taj naziv uveden

u stručnu literaturu preko njegove monografije

"Eco-Toxicology - Objectives, Principles and Perspectives", (Ecotoxicology and Environmental Safety), publikovane 1977. g.

René Truhaut (1909 – 1994).

Šta je ekotoksikologija?

EKOTOKSIKOLOGIJA – NAUKA O OTROVIMA U EKOTOKSIKOLOGIJA – NAUKA O OTROVIMA U ŽŽIVOTNOJ SREDINIIVOTNOJ SREDINI

Toksikologija ((Lat. toxicum = otrov; Gr. toxicon Lat. toxicum = otrov; Gr. toxicon (toxicon )= (toxicon )= ““strelni otrovstrelni otrov Gr. Gr. llogos = reč, govor, razum... ogos = reč, govor, razum... nauknaukaa

EEkologija kologija se bavi odnosom između živih bića i se bavi odnosom između živih bića i njihove njihove životne sredineživotne sredine

))E. HaeckelE. Haeckel.(.(

Šta je ekotoksikologija?

Ekotoksikologija proučava direktni ili indirektni uticaj ksenobiotika na ekosistem, na sve žive organizme i njihovu organizaciju, odnos prema neživoj prirodi, međusobne odnose i odnos prema

čoveku (J. M. Juany, 1979.).

EEkotoksikologija intermedijerno područje- kotoksikologija intermedijerno područje- ekologije, fiziologije, ekofiziologijeekologije, fiziologije, ekofiziologije, primenjene , primenjene

hemije hemije i toksikologijei toksikologije… ,… ,

UVOD I OSNOVNI POJMOVI: VEZE SA SRODNIM DISCIPLINAMA

Ekologija se bavi odnosom između živih bića i okoline (E. Haeckel). Fiziologija proučava životne pojave i funkcionisanje ćelija, tkiva, organa, organskih sistema i organizama u celini. Ekofiziologija proučava delovanje različitih ekoloških faktora na funkciju ćelija, tkiva, organa, organskih sistema i organizama, kao i populacije organizama (npr. praživljavanje u ekstremnim uslovima - to se postiglo mutacijama). Toksikologija proučava delovanje otrova na žive organizme - bavi se većim dozama i njihovim neposrednim učinkom (škrge riba se unište - brža smrt → akutno trovanje).

Možemo reći da je ekotoksikologija intermedijerno područje ekologije, fiziologije, ekofiziologije i toksikologije.

UVOD I OSNOVNI POJMOVI: PREDMET PROUČAVANJA

Ekotoksikologija se bavi specifičnim odnosom, interakcijama, transformacijama, sudbinom, i efektima prirodnih i sintetičkih hemikalija u biosferi uključujući žive organizme, populacije i ekosisteme

UVOD I OSNOVNI POJMOVI: VEZE SA SRODNIM DISCIPLINAMA

ONO ŠTO JE INICIRANO INDUSTRIJSKOM REVOLUCIJOM KULMINIRALO JE U 20. VEKU, NEVIDLJIVI EKOTOKSIKOLOŠKI UBICA DOVEO JE DO “EKOLOŠKE KRIZE”.

PROBLEM JE DEFINISAN I DAT MU JE ZNAČAJ RANGA UN, POD ČIJIM POKROVITELJSTVOM JE 1972. g. ODRŽANA PRVA KONFERENCIJA O PROBLEMIMA ŽIVOTNE SREDINE U STOKHOLMU, I DRUGA 1992. g. U RIO DE ŽENEIRU.

ZAGAĐENJE ŽIVOTNE SREDINE

ČOVEKOVA ŽIVOTNA SREDINA KAO DEO BIOSFERE

Povećan fokus na biosferi:ekološki pristup filozofskom stavu

Koncept biosfere (Vladimir Vernadsky)

1863-19451863-1945

Ekološki inspirisan filozofski pristup Concept of Gaia

(J. Lovelock)

1919 -1919 -

Za one koji su više zainteresovani:Za one koji su više zainteresovani:http://www.kheper.auz.com/gaia/Gaia_Hypothesis.htmhttp://www.kheper.auz.com/gaia/Gaia_Hypothesis.htm

Koncept biosfere

LithosphereLithosphere

AtmosphereAtmosphere

HydrosphereHydrosphere

BiosphereBiosphere

Hipoteza GHipoteza Gaaia:ia: zemlja kao “superorganizam”

Zemlja je živa. Majka Zemlja Zemlja je živa. Majka Zemlja je postala bolesna zbog ljudi je postala bolesna zbog ljudi i njihove aktivnosti. Sav i njihove aktivnosti. Sav život na Zemlji je deo Gaiživot na Zemlji je deo Gaia-ea-e, , ali Gali Gaiaia nije sinonim za a nije sinonim za biosferu (deo Zemje biosferu (deo Zemje naseljen živim bićima), na naseljen živim bićima), na biotu (skup svih živih biotu (skup svih živih organizama), već su biosfera organizama), već su biosfera i biota samo deo Gi biota samo deo Gaia-eaia-e, koja , koja obuhvata celu planetu. Sva obuhvata celu planetu. Sva živa bića su deo jednog živa bića su deo jednog višeg bića koje je zasejalo višeg bića koje je zasejalo Zemlju, da bi zadovoljilo Zemlju, da bi zadovoljilo svrhu svog postojanja. svrhu svog postojanja. Dr James Lovelock - - Gaia - A New Look at Life on Earth

MENJANJE SVESTI O ODNOSU SOPSTVA I OKOLINE

Egocentričan pristup (JA i svi ostali koji su u mojoj funkciji...) se pokazao kao neuspešan.

JA POSTOJIM JER SE OGLEDAM KROZ SVE ONO ŠTO JE OKO MENE. AKO OKO MENE NIŠTA NEMA, ONDA NEMA NI POTVRDE DA POSTOJIM.

UVOD I OSNOVNI POJMOVI hemijska supstanca – “environmental

contaminant” – zagađivač životne sredine: hemijska supstanca čiji je sadržaj iznad normalnog u životnoj sredini (šta je normalan sadržaj – CO2, SO2, metil-Hg, teške metale, PAHs?)

zagađivač - ”contaminant”- supstanca koja ima štetan uticaj na životnu sredinu

Šta je to štetan uticaj? ...biohemijske promene na individui (neki

apostrofiraju promene u populaciji)

UVOD I OSNOVNI POJMOVI Štetan efekat - biohemijske i fiziološke

promene na individui, koji utiču na stopu rađanja, rasta i mortaliteta.

pristup – “od molekula do ekosistema”, “od gena do fiziološkog procesa” – pristup koji je razvio Clarke, 1975.

odgovor ekosistema se izučava na svim nivouma (biohemijska promena,fiziološka promena, promene na nivou organizma, populacije, zajednice i ekosistema)

UVOD I OSNOVNI POJMOVI Pojmovi Biodostupnost ( mogućnost hemijske komponente da bude usvojena od

strane organizma.) i procesi biodostupnosti fizičkе, hemijske i biološke interakcije, koje

određuju izloženost biljaka i životinja hemijskim komponentama prisutnim u životnoj sredini.

Biodostupna jedinjenja – resurs sredine življenja (habitata) (materijalna i energetska razmena);

Ksenobiotici– supstance koje dospevaju u organizam životinja i biljaka, ne koriste se kao izvor energije ili gradivni materijal, ali delujući pod određenim uslovima modifikuju tok normalnih fizioloških procesa

ksenobiotički profil biogenocenoze–važan faktor zajedno sa temperaturom,vlažnošću, svetlošću...(normalan i promenjen)

Urbane sredine – promenjen ksenobiotički profil ekopolutanti (hemijske supstancije koje se u sredini nagomilavaju u za

nju nesvojstvenim količinama i koje menjaju prirodni ksenobiotički profil) ekotoksikant (ekopolutant koji se akumulira u sredini u količinama

dovoljnim za iniciranje toksičnog procesa u biocenozi) Ekopolutant ------ ekotoksikant (kvantitativni parametri)

UVOD I OSNOVNI POJMOVI Ksenobiotici su materije koje unosimo u organizam, a prema svom

sastavu ili količini su mu strane. Ako se neka vrsta polagano izlaže sve većoj količini nekog ksenobiotika, obično se uspešno prilagodi ili izumre. Sve su supstance oko nas nekad bile ksenobiotici, ali se organizam evolucijom na njih prilagodio ili je razvio mehanizam kako da ih se reši.

Ksenobiotici su sve supstance kojima se koncentracija drastično promeni u kratko vreme i time onemoguće organizmu da se prilagodi. Postoji teorija po kojoj bi jedna molekula ksenobiotika bila dovoljna da uzrokuje bolest kad bi se našla na pravom mestu u pravo vreme. Ipak se smatra da je potrebna određena količina molekula na određenom prostoru da bi bili biološki i hemijski uočljivi.

Zbog toga se za svaku materiju s kojom čovjek dolazi u dodir računa letalna doza (LD50, tj. doza ksenobiotika koja ubija 50% eksperimentalnih životinja), a i efektivna doza (ED50, tj. doza koja kod 50% životinja uzrokuje vidljive znakove trovanja). Određuju se i MDK (maksimalno dozvoljena kocentracija) i maksimalno prihvatljivo dnevno unošenje, ADI (eng. maximal daily intake).

ISTORIJSKI RAZVOJ EKOTOKSIKOLOGIJE

•Prvi ekotoksikološki podaci vezani su za boju leptira Biston betularia.U prvoj polovini 19. veka; 1849. pronađen je crni varijetet nazvan CARBONARIA tip, uslovljen ogromnom količinom čađi iz fabrika.•Tokom druge polovine 19. veka frekvencija njegovog alela je tako porasla da je varijetet “carbonaria” prevladavao posebno u industrijski zagađenom području Manchestera.•Odnos između načina širenja varijeteta carbonaria i urbanog industrijskog zagađenja je INDUSTRIJSKI MELANIZAM

ISTORIJSKI RAZVOJ EKOTOKSIKOLOGIJE

Karsonova je u Marylandu uočila prve negativne posledice upotrebe DDT-a na lokalnu floru i faunu. Zbog toga je 1962. g. napisala knjigu “Silent Spring” (“Tiho proleće”) u kojoj je detaljno opisala štetne posledice DDT-ja i sličnih pesticida na zdravlje ljudi i prirodu. Knjiga je stekla veliku popularnost i ubrzo nakon njene smrti američke federalne vlasti su zabranile DDT.

Na prva oštećenja u životnoj sredini ukazali su istraživači 1962. godine, posle otkrića utjecaja DDT-a (Carson u SAD-u, 50-tih i 60-tih godina).

Rachel Carson

(1907 – 1964)

PRIMERI KLASIFIKACIJE ZAGAĐIVAČA ŽIVOTNE SREDINE

PREMA POREKLUprirodnoantropogeno

PREMA FIZIČKO-HEMIJSKOJ PRIRODIa) fizičko stanje gasni polutanti tečni polutanti čvrsti polutantib) hemijska priroda neorganski organski

PREMA SVOJSTVIMArastvorljivi u vodi, ulju, mastimastepen disperzije i dilucije (razblaženja)postojanostreaktivnost prema drugim supstancama

PREMA SEKTORIMA SREDINEpolutanti vazduhapolutanti vodepolutanti zemljišta

PREMA IZVORUprodukti sagorevanja gorivapolutanti industrijskog poreklakomunalni otpaciotpaci poljoprivrednog poreklaprodukti mikrobijalne aktivnosti

PREMA EFEKTIMAdirektni i indirektnitoksikanti akutnog i i hroničnog delovanjakorozivni agensitoksikanti sa efektima na ciljne organe(blokatori nervnog sistema, inhibitori enzima, mutageni, teratogeni, kancerogeni, itd)

Zagađujuće supstancije vazduha

Zagađujuće supstancije vode i zemljišta

Gasovi: Oksidi sumpora

Oksidi azota Oksidi ugljenika

Ozon Hlor

Ugljovodonici Freoni

Čestične materije Azbest

Ugljena prašina Silicijum

Metali

Metali (olovo, arsen, kadmijum, živa) Organohlorni pesticidi(DDT, aldrin,

dieldrin, hlordan) Nitrati Fosfati Nafta i naftni derivati Organski rastvarači (toluen, benzen,

tetrahloretilen) Niskomolekulski halogenovani

ugljovodonici (hloroform, bromdihlormetan, bromoform, tetrahlormetan (ugljentetrahlorid), dihloretan)

Policiklični aromatični ugljovodonici (PAU)

Polihlorovani bifenili Dioksini Dibenzofurani Kiseline

POLAZNE OSNOVE U DEFINISANJU PROBLEMA

I hemijske supstance iII pojedinačni organizmi, populacija,

zajednica, ekosistem, biosfera…

…od merenja rezidua toksičnih supstanci, određivanja njihove sudbine i dejstva na organizme, ka tumačenju efekata na nivou individue, populacije, zajednice...

PUTEVI ULASKA ZAGAĐUJUĆIH SUPSTANCI U EKOSISTEM

Zagađivači u životnoj sredini: I akcidenti (nenamerno oslobađanje

toksičnih supstanci u životnu sredinu – nuklearni akcidenti, brodolomi i požari)

II odlaganje otpada III oslobađanje biocida (kontrola

štetočina i vektora bolesti)

LANAC PROCESA ZAGAĐENJA ŽIVOTNE SREDINE

RASPODELA VODE NA ZEMLJI

Voda I- akcidenti - otpuštanje nafte iz

tankera (3.2 miliona t godišnje) III biocidi – kontrola invertebrata ili

biljka (herbicidi – vodeni korov u jezerima, insekticidi protiv parazita u ribama, fungicidi – u boji za brodove- tributil kalaj…)

suva i vlažna depozicija iz vazduha (zaprašivanje biocidima)

Voda PUTEVI ULASKA ZAGAĐUJUĆIH SUPSTANCI U

EKOSISTEM I- akcidenti - otpuštanje nafte iz tankera (3.2 miliona t godišnje)

III biocidi – kontrola invertebrata ili biljka (herbicidi – vodeni korov u jezerima, insekticidi protiv parazita u ribama, fungicidi – u boji za brodove- tributil kalaj…)

suva i vlažna depozicija iz vazduha (zaprašivanje biocidima)

I akcidenti (nenamerno oslobađanje toksičnih supstanci u životnu sredinu – nuklearni akcidenti, brodolomi i požari)

II odlaganje otpada III oslobađanje

biocida (kontrola štetočina i vektora bolesti)

Voda II OTPADNE VODE (domaćinstvo i industrija) Otpadne vode domaćinstva: deterdženti,fenoli; industrijske otpadne vode (metali i radionukleidi,

organske materije…)

PREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA: Primarni tretman – taloženje (BPK – 500 – 300) Sekundarni tretman – biološka oksidacija (procesom

“aktivacije otpada” ili “biološke filtracije”) biološkom oksidacijom (mikroorganizmi) se uklanjaju deterdženti, kao i amonijak – nitrate i nitrite (uklanjaju se i fosfati, nitrati, silikati i borati…)

(BPK 300 – 20) HPK i BPK – parametri kvaliteta otpadnih voda Opasnost! Otpadne vode sa visokom BPK vrednosti -

smanjuju sadržaj kiseonika u vodi

OPŠTA ŠEMA TRETMANA OTPADNIH VODA

PRIMARNI (MEHANIČKI) TRETMAN OTPADNIH VODA PODRAZUMEVA ODSTRANJIVANJE ČVRSTIH OTPADAKA IZ VODE, VRŠI SE MEHANIČKIM PUTEM. SEKUNDARNI (BIOLOŠKI) TRETMAN PODRAZUMEVA BIOLOŠKO PREČIŠĆAVANJE OTPADNIH VODA UZ POMOĆ BAKTERIJA. TERCIJARNI (HEMIJSKI) TRETMAN VODA PREDSTAVLJA FINALNO ODSTRANJIVANJE NEORGANSKIH OTPADAKA I BAKTERIJA HLORISANJEM, OZONIZACIJOM I DR. POSTUPCIMA

GRUPA ODLIKE OTPADNIH VODA

I OTPADNE VODE KOJE SADRŽE NEORGANSKE PRIMESE SA SPECIFIČNIM TOKSIČNIM OSOBINAMA. OD NEORGANSKIH MATERIJA SADRŽE SOLI, BAZE, ARSEN, BAKAR, OLOVO i dr. TEŠKE METALE, METALNE OKSIDE I HIDROKSIDE, VODONIK-SULFID I DR. JEDINJENJA SUMPORA.

II OTPADNE VODE KOJE SADRŽE MINERALNE PRIMESE – SUSPENDOVANE MINERALNE MATERIJE I SITNE ČESTICE MINERALA - BEZ SPECIFIČNOG TOKSIČNOG DEJSTVA

III OTPADNE VODE SA ORGANSKIM PRIMESAMA, PRETEŽNO IZ PREHRAMBENE INDUSTRIJE, BEZ SPECIFIČNOG TOKSIČNOG DEJSTVA. TROŠE KISEONIK I STVARAJU NEPOVOLJNI GASNI REŽIM, POSPEŠUJU RAZVOJ AEROBNIH I ANAEROBNIH MIKROORGANIZAMA, SA PRODUKCIJOM H2S, NH3

I AMONIJAKA

IV OTPADNE VODE KOJE SADRŽE ORGANSKE PRIMESE SA SPECIFIČNIM TOKSIČNIM OSOBINAMA. SADRŽE FENOLE, SMOLE, BOJE, ALKOHOLE, ALDEHIDE, DERIVATE NAFTE, JEDINJENJA SUMPORA, KISELINE i dr. DEČLOVANJE JE ANALOGO VODAMA PRVE GRUPE ALI JAČE IZRAŽENO.

OTPADNE VODE KAO ZAGAĐIVAČI

PRIRODNIH VODA: podela na grupe (1 – 4) prema GUSEVU

PODELA VODA PREMA STEPENU ORGANSKE PRODUKCIJE i AUTOPURIFIKACIJA ZAGAĐENIH VODA

SAPROBNOST

HPK

(stepen saprobnosti)

Boja na geografskoj karti

Br. mikroo-

rganizama/mlBPK5

OLOGOSAPROBNA ZONA NEZAGAĐENA I (1-2)

Plava 100 3

α-MEZOSAPROBNA ZONA

SLABO ZAGAĐENJA I-II (8-9)

Plavozelena

Zelena

10.000 3-5,5

β-MEZOSAPROBNA ZONA (JAKO ZAGAĐENA) III (80-200)

Žuta 100.000 5,5-14

POLISAPROBNA ZONA

(VEOMA JAKO ZAGAĐENA) IVŽutocrvena

Crvena

100.000 14

OKSIDATIVNIM PROCESIMA MIKROORGANIZAMA VRŠI SE PRIRODNO SAMOPREČIŠĆAVANJE ZAGAĐENIH VODA, SUKCESIVNA SMENA TOKA MOŽE SE PRIKAZATI SISTEMOM KOLKWITZ i MARSSON

KOLIČINA ORGANSKIH MATERIJA U VODI: parametri kiseoničkog režima u vodi

HEMIJSKA POTROŠNJA KISEONIKA – HPK

ODREĐUJE SE NA OSNOVU UTROŠKA KMnO4 KOJI JE MERA SADRŽAJA ORGANSKE MATERIJE BILO AUTOHTONOG, BILO ALOHTONOG POREKLA. VEĆA VREDNOST UKAZUJE NA ORGANSKO OPTEREĆENJE EKOSISTEMA.

BIOLOŠKA POTROŠNJA KISEONIKA (BPK5)

OVO JE PARAMETAR KOJI POKAZUJE KOLIČINU KISEONIKA KOJA SE UTROŠI ZA RAZLAGANJE ORGANSKIH MATERIJA POD UTICAJEM AEROBNIH BAKTERIJA U POVRŠINSKIM VODAMA.

DIFUZNO ZAGAĐENJE VODENIH SISTEMA

Izvori zagađivanja voda i zagađujuće supstance Poljoprivredna delatnost, izgradnja,

urbanizacija, industrija (otpane vode, spiranje i depozicija…)

Zagađujuće supstance – nitrati i fosfati, nafta i njeni derivati, pesticidi, deterdženti, teški metali (Cd, Pb, Hg) i radioaktivni edlementi...

Polihlorovani bifenili (PCB,PHB), Policiklični aromatični ugljovodonici (PAHs) Površinski aktivne supstance – deterdženti Pesticidi

ZAGAĐIVANJE VODA ANTROPOGENO ZAGAĐIVANJE

VODA ORGANSKIM POLUTANTIMA:

- Prehrambena industrija,- Poljoprivreda i stočarstvo,- Drvna industrija,- Nafta i petrohemijska industrija

(delom),- Deponije otpada (delom),- Komunalne otpadne vode

(delom)DETEKCIJA ORGANSKIH

POLUTANATA AEROFOTOSNIMKOM

ZAGAĐIVANJE LAKO RAZGRADLJIVIM ORGANSKIM MATERIJAMA OZNAČENO JE KAO SAPROBNOST.

TOKSIČNO ZAGAĐIVANJE SE VRŠI TOKSIČNIM MATERIJAMA KOJE SE TEŠKO RAZGRAĐUJU

ZAGAĐIVANJE NEORGANSKIM SOLIMA – “CVETANJE VODE”

U EUTROFNIM JEZERIMA ZBOG VELIKOG PRILIVA SOLI MENJA SE SASTAV VRSTA ALGI, BROJNOST EUTROFNIH VRSTA SE NAGLO POVEĆAVA. TOKOM DANA DOLAZI DO PREZASIĆENOSTI (SUPERSATURACIJA) KISEONIKOM A NOĆU SE JAVLJA NJEGOV MANJAK (NOĆNA ANOKSIJA).

ZBOG ENORMNOG RAZVOJA POJEDINIH VRSTA ALGI DOLAZI DO TZV. “CVETANJA VODE”, ŠTO MOŽE BITI VRLO ŠTETNO AKO SE RADI O VRSTAMA MODROZELENIH ALGI.

ZAGAĐIVANJE NEORGANSKIM SOLIMA - EUTROFIZACIJA

ANTROPOGENIM POVEĆANJEM KONCENTRACIJE SOLI FOSFORA I AZOTA U VODAMA DOLAZI DO MASOVNOG RAZVOJA ALGI I VIŠIH BILJAKA (PRIMARNA PRODUKCIJA).

AKO SE PROCES ODVIJA BEZ UTICAJA ČOVEKA ONDA SE UPOTREBLJAVA TERMIN EUTROFIKACIJA.

GLAVNI IZVOR SOLI FOSFORA I AZOTA SU KOMUNALNE OTPADNE VODE, VEŠTAČKA MINERALNA ĐUBRIVA I DETERDŽENTI.

ZAGAĐIVANJE VODA

ANTROPOGENO ZAGAĐIVANJE VODA NEORGANSKIM POLUTANTIMA:

- Vađenje i obrada mineralnih sirovina

- Metalurgija- Proizvodnja energije- Hemijska industrija- Nafta i petrohemijska industrija

(delom),- Saobraćaj,- Deponije otpada (delom),- Komunalne otpadne vode (delom)

ZAGAĐIVANJE VODA: vađenje i obrada mineralnih sirovina

ZA DOBIJANJE 1 t NEKE MINERALNE SIROVINE, METALA IZ RUDE na pr., POTREBNO JE OKO 70% VODE U TEHNOLOŠKOM POSTUPKU. KOLIČINA GENERIRANIH OTPADNIH VODA JE IZUZETNO VELIKA, KAO I NJENI NEGATIVNI EFEKTI NA OKOLINU

BORSKA REKA

OVA ZAGAĐENJA SE MOGU PODELITI U ČETIRI GRUPE:

● TOKSIČNI POLUTANTI (CIJANIDI, FLUORIDI I DR.),

● ZAGAĐENJA KOJA DOVODE DO PROMENE pH

● ZAGAĐENJA KOJA POVEĆAVAJU SADRŽAJ SUSPENDOVANIH MATERIJA (HIDROKSIDI I KARBONATI)

● OSTALI TIPOVI ZAGAĐENJA, POPUT HPK, SULFIDA, SOLI GVOŽĐA I DR.

ZAGAĐIVANJE VODA: nafta i njeni derivati

NAFTA SE SASTOJI OD ZASIĆENIH I NEZASIĆENIH UGLJOVODONIKA, SUMPORA, MASNIH KISELINA, AZOTNIH JEDINJENJA I ORGANOMETALNIH JEDINJENJA SA VANADIJUMOM, KOBALTOM ILI NIKLOM.

DANAS JE NAFTA SVETSKA OPASNOST ZA ŽIVOTNU SREDINU

U VODENOJ SREDINI NAFTA ŠTETNO DELUJE IZAZIVAJUĆI GUŠENJE ORGANIZAMA, SMANJUJE PRODIRANJE SVETLOSTI I ONEMOGUĆAVA FOTOSINTEZU, MENJA pH VREDNOST, OTEŽAVA ILI SPREČAVA IZMENU GASOVA, ENERGIJE I VLAGE IZMEĐU VODE I ATMOSFERE STVARAJUĆI HIPOKSIČNE USLOVE U KOJIMA SE GUŠE PLANKTONSKI I NEUSTONSKI ORGANIZMI I ONEMOGUĆAVA RAZVOJ JUVENILNIH STADIJUMA I OSETLJIVIH ORGANIZAMA.

ZAGAĐIVANJE VODA: POLJOPRIVREDNA PROIZVODNJA I STOČARSTVO

OSNOVNI NAČINI ZAGAĐIVANJA VODA NEORGANSKIM POLUTANTIMA U OVOJ DELATNOSTI SU:

● PRIMENA MINERALNIH ĐUBRIVA,

● PRIMENA PESTICIDA (delom),● NAKUPLJANJE SOLI MINERALA

ZBOG NAVODNJAVANJA,● ODLAGANJE STAJSKOG

ĐUBRIVA I OTPADNIH VODA NASTALIH MOKRIM IZĐUBRIVANJEM (delom)

ZAGAĐIVANJE VODA: deponije otpada

ANTROPOGENO ZAGAĐIVANJE VODA NEORGANSKIM POLUTANTIMA

ZAGAĐIVANJE VODA OTPADOM JE USLOVLJENO DEGRADACIJOM OTPADNIH SUPSTANCI U PRISUSTVU VODE I VAZDUHA, OSLOBOĐENE SUPSTANCE U OBLIKU FILTRATA OZNAČENE SU KAO DEPONIJSKE PROCEDNE VODE, ONE NEPOSREDNO KOMUNICIRAJU SA POVEŠINSKIM I PODZEMNIM VODAMA I VIŠESTRUKO SU ŠTETNE

NEKONVENCIONALNO ZAGAĐIVANJE VODA: primer zagađivanja voda od strane drvne industrije (reka Banjska - Toplica, ŠIK “Kopaonik”, Kuršumlija)

PARAMETAR Jed.

mere

Uzorak 100 m uzvodno od uliva otpadnih voda

Uzorak postrojenja za pročišćavanje

Uzorak 300 m nizvodno od uliva postrojenja

pH 7,3 4,6 5,6

Utrošak

KMnO4

mg/l 12,6 12.600 2.370

Nitriti mg/l 0,0075 0,02 0,015

BPK5 mg/l 3,1 2.350 770

Masti i ulja

mg/l ≤ 0,20 23,9 8,3

Fenoli mg/l ≤ 0,005 0,3 0,13

NEKONVENCIONALNO ZAGAĐIVANJE VODA: sličnosti i razlike između eutrofizacije i saprobnosti

EUTROFIZACIJA POČINJE UNOSOM VEĆE KOLIČINE NUTRIJENATA U VIDU MINERALNIH SOLI FOSFATA I NITRATA U VODENE EKOSISTEME

SAPROBNOST JE IZAZVANA DIREKTNIM UNOŠENJEM VELIKE KOLIČINE NERAZGRAĐENIH ALOHTONIH ORGANSKIH MATERIJA U VODENE EKOSISTEME

U PROCESU EUTROFIZACIJE SISTEM PRODUKUJE AUTOHTONU ORGANSKU MATERIJU POVEĆANJEM NAJPRE PRIMARNE, A ZATIM I SEKUNDARNE PRODUKCIJE

KOD SAPROBNOSTI VIŠE ILI MANJE SE REDUKUJU PROCESI PRIMARNE PRODUKCIJE I STVARANJA AUTOHTONE ORGANSKE MATERIJE, A DOMINIRAJU PROCESI REDUKCIJE I RAZGRADNJE ALOHTONE ORGANSKE MATERIJE.

PO UNOŠENJU ORGANSKIH MATERIJA U TEKUĆIM VODENIM EKOSISTEMIMA DOLAZI DO NJIHOVOG RAZLAGANJA (bakterije, gljive), UZ POTROŠNJU KISEONIKA (DEFICIT KISEONIKA), UZ POJAVU ANAEROBIJE NA DNU. OVO DOVODI DO MASOVNOG UGINUĆA VRSTA KOJIMA JE POTREBAN KISEONIK.

Vode RS tekuće vode - (sliv Dunava, Morave i Save) -

II kategorija (Standardi EU) otpadne vode – 13.8% se prečišćava na

propisan način (samo nekoliko naselja prečišćava komunalne otpadne vode – Novi Sad, Beograd i Niš ne prečišćavaju…)

3207 miliona m3 industrija (4.53% se prečišćava)

48 miliona m3 – domaćinstvo (13.78%) 80% prima sliv Dunava

Voda rastvaranje degradacija raspodela između sedimenta i vode,

ali i vode i vazduha biološki gradijent u odgovoru na

zagađenje brzina reke (primer Tise i Dunava) problem – jezera i ograničene površine

mora (Crno more- sliv Dunava)

KATEGORIZACIJA VODOTOKOVA U SRBIJI

Prema Uredbi o kategorizaciji vodotoka, (Sl. glasnik SRS, br 5/68), svi vodotoci na teritoriji R. Srbije razvrstani su u kategorije, odnosno definisane su zahtevane klase kvaliteta vode na određenim potezima vodotoka. Legenda:

• I klasa - vode koje se u prirodnom stanju, uz eventualnu dezinfekciju, mogu upotrebljavati za piće i u prehrambenoj industriji, a površinske

vode i za gajenje plemenitih vrsta ribe (Salmonide) • II klasa - vode koje se u prirodnom stanju

mogu upotrebljavati za kupanje i rekreaciju građana, za sportove na vodi i za gajenje drugih vrsta ribe (Ciprinide) • III klasa - vode koje se mogu upotrebljavati za navodnjavanje, a posle uobičajenih metoda Obrade (kondicioniranje) i u industriji osim prehrambene • IV klasa - vode koje se mogu upotrebljavati za druge namene samo posle odgovarajuće obrade • VK - van klasno stanje

ZAGAĐIVANJE VODA: urbane otpadne vode u Srbiji

OSNEVNE ODLIKE ZEMLJIŠTA

ZEMLJIŠTE: površinski sloj zemljine kore (litosfere) koji nastaje kao proizvod geološke podloge uz učešće klimatskih faktora i živih bića

PLODNOST : osnovna karakteristika zemljišta koja ga razlikuje od matične stene (= geološke podloge) na kojoj leži i od koje vodi poreklo

Plodnost zemljišta: mera njegove sposobnosti da zadovolji potrebe biljaka za mineralnim materijama i vodom (matična stena nema tu sposobnost).

Zemljište ima: Strukturu, Fizičko – hemijski sastav, Biološka svojstva - sve je specifično i različito od matične stene

Biološka svojstva zemljišta (osnovno):

RAZLAGANJE BIOLOŠKIH OSTATAKA U ZEMLJIŠTU

U PRIRODNIM ZEMLJIŠNIM EKOSISTEMIMA DOMINIRAJU TRI PROCESA:

1. produkcija, 2. potrošnja i 3. razgradnja (dekompozicija). Ova poslednja etapa je od značaja jer se njome omogućava novi ciklus kruženja materije

Dekompozicija je izuzetno značajan proces, odvija se sukcesijom mikroorganizama a praćena je: 1. smanjenjem koncentracije kiseonika, 2. smanjenjem sadržaja azotnih organskih jedinjenja, 3. porastom temperature zbog oslobađanja toplote u egzotermnim reakcijama.

Zbog toga je uništavanje mikroorganizama zemljišta jedna od najtežih posledica

Zemljište – zagađenje (podela) Nenamerno – akcidenti (vazduhom i vodom), saobraćajni udesi

Namerno zagađenje – deponije otpada i upotreba biocida

a) otpad – iz domaćinstva i industrijski otpad (posebno toksičan otpad, radionukleidi…strogi propisi);

b) upotreba čvrstog otpada kao đubriva (posle sekundarnog tretman otpadnih voda) – zagađujuće supstance: teški metali, fosfati, nitrati, deterdženti

c) depozicija iz vazduha (suva i vlažna) – dim i prašina iz dimnjaka (SO2, NOx, HF…), kiša i sneg

d) nanosi reka i mora e) upotreba pesticida

Zemljište – zagađenje (podela)I – FIZIČKE IZMENE U

ZEMLJIŠTU

1. Urbanizacija2. Izgradnja različite

infrastrukture3. Hidrotehnički radovi4. Ostali oblici zagađivanja

zemljišta (deponije) 5. Eksploatacija uglja i ruda

iz površinskih kopova6. Erozija zemljišta

II – HEMIJSKO ZAGAĐENJE7. Kisele kiše8. Teški metali u zemljištu9. Salinacija10. Pesticidi I drugi organski

zagađivači

III – POLJOPRIVREDA I ŠUMARSTVO

10. Neracionalno iskorišćavanje zemljišta u poljoprivredne svrhe

11. Neracionalno iskorišćavanje biljnog pokrivača, posebno šumskog

12. Širenje pustinja (“Dezertifikacija”)

Urbanizacija - Nije tačno utvrđeno koliko je urbanizacija uništila ili prepokrila plodnog zemljišta u svetu, ali je sigurno da se radi o većim površinama

- Gubici plodnog zemljišta su neminovni, ali bi mogli biti racionalniji

- Ljudska naselja i industrijska postrojenja nije neophodno podizati na najplodnijem zemljištu

- Prostorno planiranje – urbanisti (velika odgovornost i krivica)

Zemljište RS - zagađenje poljoprivredne površine (od ukupne

površine) – 58% - mešovita poljoprivredna područja i pašnjaci;

- 21.7% - oranice i stalni zasadi

NAJVIŠE ZASTUPLJENI OBLICI ZAGAĐENJA KOD NAS:

I degradacija zemljišta – eolska erozija i erozija vodom

II zakašeljavanje zemljišta iz vazduha

Zakišeljeno zemljište (oko 20% poljoprivrednog zemljišta) – centralna Srbija

Zagađivanja zemljišta - deponije

Subotica – deponija komunalnog otpada

Direktno zagađivanje zemljišta – deponije komunalnog otpada U Srbiji se godišnje proizvede oko 3,5 miliona m3 komunalnog otpada (0,65 – 0,85 kg/stanovnik/dan)

U Srbiji postoji 170 zvaničnih deponija, ali i više stotina divljih deponija

Zagađivanja zemljišta – deponije industrijskog otpada

Direktno zagađivanje zemljišta – deponije industrijskog otpada (= pepelišta TE)

Deponija pepela TE Kostolac = 250 ha

Deponije pepela i šljake u Srbiji zauzimaju 1.800

ha plodnog zemljišta

U Srbiji se godišnje produkuje i deponuje 6 -7

miliona tona pepela

Zagađivanja zemljišta - deponije

Direktno zagađivanje zemljišta – deponije flotacijske jalovine

Flotacijska jalovišta rudnika na Suvom rudištu – ‘’Nacionalni Park Kopaonik’’

Rudnici obojenih metala zauzimaju u Srbiji ukupno 13.500 ha plodnog zemljišta

Eksploatacija uglja i ruda iz površinskih kopova

U Svetu se godišnje uništi = ‘’premesti’’ 40 miliona tona plodnog zemljišnog materijala – ‘’ZEMLJA SE KRUNI’’Površinski kopovi uglja i ruda su prisutni u svim regionima SvetaNajveći ugljenokopi u Srbiji su: Kosmetski, Kolubarski, KostolačkiPovršinski kopovi uglja zauzimaju u Srbiji ukupno 11.000 ha

ZEMLJINA ATMOSFERA

Atmosfera predstavlja tanak sloj vazduha (gasova) koji okružuje planetu Zemlju

Ovaj sloj se zadržava oko planete zahvaljujući sili gravitacije.

Debljina atmosfere je samo oko 1% prečnika Zemlje Ukupna masa atmosfere iznosi 5.1480×1018 kg, što

predstavlja 10-8 ukupne mase Zemlje, 50% mase atmosfere nalazi se do visine od 5.6 km

90% mase atmosfere nalazi se do visine od 16 km 99.99997% mase atmosfere nalazi se do visine od 100 km

SASTAV ZEMLJINE ATMOSFERE

GasZapremina

(ppm: parts per million) %

Azot (N2) 780,840 ppm (78.084%)

Kiseonik (O2) 209,460 ppm (20.946%)

Argon (Ar) 9,340 ppm (0.9340%)

Ugljen dioksid (CO2) 383 ppm (0.0383%)

Neon (Ne) 18.18 ppm (0.001818%)

Helijum (He) 5.24 ppm (0.000524%)

Metan (CH4) 1.745 ppm (0.0001745%)

Kripton (Kr) 1.14 ppm (0.000114%)

Vodonik (H2) 0.55 ppm (0.000055%)

Atmosfera - zagađenje I emisija (dimnjaci) iz domaćinstva,

termoenergetskog sektora i industrije

CO, CO2,SO2, NOx, HF, ClFCs, organske komponente (PAHs)

čestice, kapi i gasovi motori sa unutrašnjim sagorevanjem

CO i NOx, PAHs, aldehidi i ketoni, Pb, automobilski i avionski saobraćaj

Atmosfera - zagađenje

II upotreba pesticida

III radiohemijsko zagađenje (Chernobil 1986. Ukraina) (polovina sadržaja reaktora se raširila vazduhom po Evropi)

Radioaktivni oblak, April 27, 1986 (crveno) I Maj 6, 1986 (plavo)

ZAGAĐUJUĆE SUPSTANCE – primarne i sekundarne

Veličina taložnih supstanci, aerosoli... Čađ – oko 200 karcinogenih ugljovodonika

(PAHs) – 4 – 7benzenovih prstena (benzo(a)piren),

Procesi u atmosferi... (fotohemijske reakcije)

Atmosfera - zagađenje Zagađujuće supstance atmosfere od

posebnog značaja: niskomolekularni halogenovani ugljovodonici

(CFCs), hlorovane supstance (CH2Cl2) – suvo hemijsko čišćenje – oštećenje ozonskog omotača u stratosferi

CO2 i ostali gasovi “staklene bašte” Zagađujuće supstance koje se hemijski

menjaju - fotohemijski smog (NO2, organske komponente i O2 – nastaje O3 – troposferski ozon, neke org. komponente – npr. peroksiacetilnitrat – iritans očiju)

PRIRODNI IZVORI ZAGAĐIVANJA ATMOSFERE

Izvori zagađivanja vazduha i zagađujuće supstanceGrupa Jedinjenja Izvor zagađivanja

S SO2, SO3

H2S

R-SH (merkaptan)

Dimovi uređaja za sagorevanje, hemijska industrija, metalurgijaProizvodnja gasa, tretman otpadnih voda, proizvodnja hartije i

celuloze, naftna industrijaRafinerija nafte, proizvodnja hartije i celuloze

N NO,NO2, (NOx)

druga bazna azotova jedinjenja

NH3

Sagorevanja na visokoj temperaturi, proizvodnja nitratne-kiseline, eksploziva, procesi nitrovanja

Zagađene vode, procesi topljenja, proizvodnja piridina, rastvaranjaProizvodnja amonijaka, pesticida i mineralnih đubriva

F HFSiF4

Proizvodnja fosfatnih mineralnih đubriva, aluminijumska industrija, keramička industrija i industrija mineralnih đubriva

Proizvodnja fosfatnih mineralnih đubriva, aluminijumska industrija, keramička industrija i industrija mineralnih đubriva

Cl HClCl2

Proizvodnja hloridne-kiseline, sagorevanje PVC, hloriranje organskih supstancija

Proizvodnja hlora

C Neorganska:COCO2

Organska :ugljovodonicialdehidiformaldehidacetaldehidketonialkoholifenolitrihloretilen

Nepotpuno sagorevanje, motori sa unutrašnjim sagorevanjemProcesi sagorevanja (obično se ne smatra zagađujućom

supstancijom)Nepotpuni procesi sagorevanje, rafinerija nafte, procesi

rastvaranjaNepotpuni procesi sagorevanjaPovršinska obradaPovršinska obradaProizvodnja petroleja, proizvodnja veštačkih materija

Procesi odmašćivanja

Atmosfera - zagađenje

Kvantifikacija oslobađanja zagađivača

Međunarodni dogovori (CO2 i CFCs)

Kisele kiše: SO2 i NO2 (dogovor u okviru EU)

Vazduh - zagađenje

Zagađenje vazduha

Kontrola zagađenja (standardni parametri koji se prate): SO2, NOx, CO, Pb, ukupne suspentovane materije, O3;

Razlika u kvalitetu vazduha u razvijenim i nerazvijenim zemljama...(London 6, New York 8, Los Angeles 12, Meksiko Sity 12, Cairo 18... China... India...)

Srbija i Beograd

Town m site

SO2 soot NO2 sum. air pollution degreeBeograd 1 0.2 1.0 0.7 1.9 Unhealthy

2 0.1 0.5 0.6 1.6 Unhealthy

3 0.1 0.4 0.3 0.8 Slight

Novi Sad

1 0.4 0.1 0.1 0.6 Slight

2 0.6 0.1 0.06 1.3 Moderately

3 0.5 0.1 0.1 0.7 Slight

Niš 1 0.1 0.1 0.2 0.6 Slight

2 0.2 0.8 0.5 1.5 Unhealthy

Subotica

1 0.04 0.1 0.1 0.2 Favourable

2 0.06 0.1 0.1 0.3 Favourable

Šabac 1 0.3 0.9 0.4 1.6 Unhealthy

2 0.4 1.0 0.4 1.8 Unhealthy

Zrenjanin

1 0.3 0.5 0.3 1.1 Moderately

2 0.4 0.3 0.1 1.0 Moderately

Kruševac 1 0.2 0.3 0.6 1.1 Moderately

2 0.2 0.4 0.2 0.8 Slight

Pančevo 1 0.1 0.3 0.2 0.6 Slight

2 0.1 0.3 0.2 0.6 Slight

Kikinda 1 0.3 0.1 0.1 0.5 Slight

2 1.0 0.1 - 1.1 Moderately

API –Air pollution index

Zagađenje vazduha u gradovima RS

Vazduh urbanih sredina je u lošem stanju (shodno indeksu zagađenja):

5 likacija – vaoma zagađen vazduh 3 grada – nezdrav vazduh 3 grada – srednje… 30% populacije Srbije giše nezdrav

vazduh. Posledice po zdravlje

SADRŽAJ OLOVA - STANJE U GRADOVIMA EU I KOD NAS

EU - značajno je smanjen sadržaj olova u vazduhu i posledično u krvi stanovnika, ali problem prisustva olova u zemlji (prašini), ostaje još uvek aktuelan u gradovima razvijenog sveta.

Vrednosti imisije (srednje mesečne i godišnje vrednosti) u poslednje 2 godine za Beograd - od 1-2.5 µg Pb/m3 vazduha, evropski gradovi od 0.15-0.5 µg Pb/m3. Saržaj Pb u benzinu EU 0.013-0.026gPb/l, a kod nas 0.32gPb/l-0.45gPb/l

ZAKLJUČCI VEZANI ZA SADRŽAJ OLOVA U VAZDUHU BEOGRADA I POSLEDICE PO ZDRAVLJE: Sadržaj olova u vazduhu Beograda je izrazito veliki i u skladu je sa sadržajem koji se meri u ostalim gradovima Jugoistočne Evrope. Vrednosti u poslednje 2 godine se kreću od 1-2.5 µg/m3 vazduha, pa i više (u evropskim gradovima - 0.15-0.5 µg/m3). Najugroženija centralna gradska zona (Tunel, London, Skupština) – Zona I, zatim gradsko jezgro – Zona II (Slavija, Vukov spomenik, Cvijićeva), i šire gradsko jezgro – Zona III (Batutova i Karaburma). Upotrebom faktora korekcije došlo se do podataka da je prosečni procenat dece u Beogradu (tokom 2004. godine) sa sadržajem olova u krvi iznad ili jednako 100 µg/l , za reone od 1 km oko 10 mernih mesta (raskrsnica) u Beogradu oko 21.3% od ukupne populacije dece koje se kreću i žive u ovom regionu. Po određenim zonama bio od 29.1% (Vukov spomenik, Skupština, London, Tunel), 15.9 % (Zemun, Slavija, Novi Beograd, Lion), do 9.8% (Karaburma).

Stanje životne sredine u RS (Izvor:” Environmental performance index,

Final Report”, 2010) http://epi.yale.edu/ Održivost životne sredine – značajan deo

politike širom sveta… ЕPI (Environmental performance index)–

rangirane 163 zemlje na osnovu 25 indikatora vezanih za zdravlje stanovništva čiji je uzrok promena u životnoj sredini i drugi set indikatora vezanih za vitalnost ekosistema)

29. mesto od 163 zemlje sveta Po klaster analizi: Srbija u grupi zemalja

bogatih prirodnim resursima sa ograničenim razvojem

Ustanove koje se bave problemima životne sredine Agencija za zaštitu životne sredine RS,

(www.sepa.gov.rs) Institut za javno zdravlje Srbije “Dr Jovan

Jovanović Batut” (www.batut.org.rs) Mreža gradskih Instituta Zavod za zaštitu prirode RS

(www.natureprotection.org.rs) Ministarstvo životne sredine i prostornog

planiranja (www.ekoplan.gov.rs) i Ministarstvo zdravlja (www.zdravlje.gov.rs)

Izveštaj o stanju životne sredine(kroz primenu međunarodno priznatog”DPSIR” modela)

The Earth with clouds