Tartalom
Bevezetés................................................................................................ 5 Az életközösségek ................................................................................ 7 A népesség és a társulás ......................................................................... 9 Az élõlények környezeti igénye .......................................................... 12 A népességek kölcsönhatásai a társulásokban ................................... 15 Az életközösségek anyag- és energiaforgalma ................................... 17 A társulások jellemzõi és változásai .................................................... 20 Összefoglalás ......................................................................................... 23 A Föld élõvilága .................................................................................. 25 A trópusi övezet élõvilága .................................................................... 26 A trópusi esõerdõk ........................................................................... 26 A trópusi esõerdõk állatvilága ......................................................... 31 A szavannák ...................................................................................... 36 A szavannák állatvilága .................................................................... 39 A sivatagok ........................................................................................ 43 A trópusi övezet termesztett növényei ............................................ 48 Összefoglalás ......................................................................................... 50 A mérsékelt övezet élõvilága ............................................................... 51 A meleg mérsékelt öv élõvilága ....................................................... 51 A meleg mérsékelt öv termesztett növényei ................................... 55 A valódi mérsékelt öv élõvilága ...................................................... 56 A hideg mérsékelt öv élõvilága ....................................................... 60 A tajgák állatvilága ............................................................................ 64 A hideg övezet élõvilága ...................................................................... 67 A magashegységek élõvilága ............................................................... 70 Összefoglalás ......................................................................................... 72
TARTALOM
3
A tengerek élõvilága ............................................................................. 73 A partközeli területek élõvilága ....................................................... 76 A nyílt és a mélytengerek élõvilága ................................................ 81 Összefoglalás ......................................................................................... 84 A megsebzett bolygó .......................................................................... 85 Egyensúly a természetben .................................................................... 86 A fenntartható fejlõdés ......................................................................... 89 A levegõszennyezés és következményei ............................................ 92 A vizek és a talaj szennyezése ............................................................. 98 A növényvédõ szerek ......................................................................... 103 A hulladékok ....................................................................................... 105 Természetvédelem .............................................................................. 108 Összefoglalás ....................................................................................... 113 Az élõlények rendszerezése ........................................................... 115 A sejtmagnélküliek országa ................................................................ 118 A sejtmagvas egysejtûek országa ....................................................... 119 A növények országa ........................................................................... 121 A moszatok, a mohák és a zuzmók .............................................. 121 A harasztok törzse .......................................................................... 123 A nyitvatermõk törzse .................................................................... 126 A zárvatermõk törzse ...................................................................... 127 A gombák országa .............................................................................. 129 Összefoglalás ....................................................................................... 131 Az állatok országa ............................................................................... 132 A szivacsok és a csalánozók törzse ............................................... 132 A gyûrûsférgek törzse ..................................................................... 133 A puhatestûek törzse ...................................................................... 135 Az ízeltlábúak törzse ...................................................................... 137 A gerincesek törzse ........................................................................ 140 Összefoglalás ....................................................................................... 147 Kislexikon ............................................................................................ 148
4
AZ ÉLETKÖZÖSSÉGEK TARTALOM
A megsebzett bolygó Az elõzõ fejezetben bejártuk az egész Földet tengeren és szárazföldön, az Egyenlítõtõl a sarkvidékekig. Utazásunk során megismerkedtünk a különbözõ éghajlati övezetek jellemzõ növényeivel és állataival, természetes és mesterséges életközösségeivel. Betekintést nyerhettünk abba, miként hasznosítja az ember a Föld erõforrásait. Láttuk, hogy már szinte nincs olyan hely a bioszférában, amelyet ne érintett volna az emberi beavatkozás. A természetes életközösségek helyén települések és szántóföldek vannak, az utakon autók ezrei közlekednek, az égen repülõgépek szállnak, a föld mélyének ásványkincseit az ipar soha nem látott mértékben hasznosítja. A tudósok szerint az emberi beavatkozás a természeti folyamatokba ma már olyan nagymértékû, hogy amennyiben nem történik változás, az emberiség léte kerül veszélybe. Ebben a fejezetben a világunkat fenyegetõ környezeti gondokról, kialakulásuk okairól és a megoldás lehetõségeirõl lesz szó. Tudatlanságból, haszonlesésbõl vagy felelõtlenségbõl sok káros hatás éri az életközösségeket és a Föld egész bioszféráját. A légkör összetételének változása, fokozatos felmelegedése, az erõs napsugárzás, a szennyezõdéseket tartalmazó csapadék, a pusztító árvizek mind, mind a földtörténet sok millió éve alatt kialakult élõvilágot veszélyeztetik. Ezek a problémák kivétel nélkül mindenkit érintenek, hiszen mindannyian beszívjuk a szennyezett levegõt, mindannyiunk szervezetébe bejuthatnak káros anyagok az élelmiszerekbõl és az ivóvízbõl, mindannyiunk bõrét égeti a túlságosan erõs napsugárzás stb. A következõ leckékben sok számot, adatot találsz. Ezeket nem kell megtanulnod, mert pusztán arra szolgálnak, hogy alátámasszák az állításokat, és segítségedre legyenek a jelenségek végiggondolásában, megértésében.
Végeláthatatlan gabonatáblák Észak-Amerikában
Sûrûn lakott települések Dél-Amerikában
A területet egykor esõerdõk borították.
A légtérben repülõgépek cikáznak
Az utakon autók ezrei közlekednek
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
85
JÓ, HA TUDOD! A tudósok számításai szerint a légkör szén-dioxid-tartalma 100 millió évvel ezelõtt a 0,1% volt, majd fokozatosan csökkent 0,03%-ra. Az emberi tevékenység következtében az utóbbi 100 évben 20%-kal nõtt a légköri szén-dioxid mennyisége!
A gyárkéményekbõl sok szennyezõ anyag jut a levegõbe
Egyensúly a természetben Sokszor halljuk, olvassuk, hogy az ember természetátalakító tevékenységével felborítja az életközösségekben évezredek, évmilliók alatt kialakult egyensúlyt. De mit is jelent ez pontosan? A természetes életközösségekben, így az egész bioszférában is, az anyagok állandó körforgásban vannak. A termelõk a légkörbõl veszik fel a fotoszintézisükhöz szükséges szén-dioxidot. A növények szerves anyagait a fogyasztók és a lebontók hasznosítják. Anyagcseréjük során szén-dioxidot juttatnak vissza a levegõbe, amit a növények ismét felhasználhatnak szerves anyagok elõállításához. Az élõlények együttmûködésének eredményeként a levegõ szén-dioxid-tartalma többé-kevésbé állandó érték. Ez azt jelenti, hogy a szén-dioxid felhasználása és termelése természetes körülmények között kiegyenlíti egymást, más szóval egyensúlyban van (1. ábra). A légkör szén-dioxid-tartalma sok száz millió évvel ezelõtt, a szárazföldi élõvilág kialakulásakor magasabb volt, mint napjainkban. A növények jóval több szén-dioxidot kötöttek meg. Felhalmozódott szerves anyagaikból kõszén, kõolaj és földgáz képzõdött. A szén egy része ezzel átmenetileg kilépett a körforgásból, és a légkör szén-dioxid-tartalma fokozatosan a mai értékre (0,03%) csökkent. Az élõlények lassan alkalmazkodtak ezekhez a változásokhoz. Napjainkban az energiahordozók elégetésével nagyon sok szén-dioxid kerül a légkörbe. Az erdõk irtásával, a természetes életközösségek pusztulásával ugyanakkor csökken a szén-dioxid megkötésének mértéke. A két hatás erõsíti egymást, és felborítja az egyensúlyt: a légkör szén-dioxid-
1. A szén körforgása
86
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
tartalma gyorsan emelkedik. Mint azt késõbb még látjuk, a szén-dioxid mennyiségének változása rengeteg káros következménnyel jár (légkör felmelegedése, savas esõk stb.). A környezeti feltételek ilyen gyors változásaihoz az élõvilág pedig nem képes alkalmazkodni. Azokban a társulásokban, amelyekben a környezeti feltételek többékevésbé állandóak, például egy tölgyesben vagy egy bükkösben, a populációk többségének egyedszáma valamilyen állandó érték körül mozog (1. ábra). A bükkerdõben a fák meghatározott távolságra állnak egymástól, gyökérzetük akkora helyet foglal el, amennyi a tápanyagellátáshoz szükséges. Az erdõben élõ gímszarvasok egyedszáma is csaknem változatlan, a születések és a halálozások száma kiegyenlíti egymást a népességben. A populáció létszámát elsõsorban az élõhelyen található táplálék mennyisége szabja meg. Az élõhely meghatározott területén egy populációnak annyi egyede él, amennyinek a fennmaradását a környezet lehetõvé teszi. Ez az egyedszám a környezet eltartóképessége. Ha a populáció egyedszáma meghaladja a környezet eltartóképességét, akkor a táplálékhiány következtében nõ a halálozások, és csökken a születések száma. A népesség létszáma a környezet eltartóképessége alá csökken. A természetes életközösségekben tehát egyensúlyi helyzet alakul ki: az egyedszám a környezet eltartóképessége körül ingadozik (2. ábra). A napjainkban fenyegetõ környezeti válság egyik oka, hogy az ember ipari, mezõgazdasági stb. tevékenysége felborítja a bioszféra anyagforgalmának egyensúlyát, ami jóvátehetetlen környezeti károkkal jár. A másik ok az emberi népesség létszámának rendkívül gyors mértékû növekedése, más szóval a túlnépesedés (3. ábra). A tudomány és a technika fejlõdése gyökeresen megváltoztatta az emberek életmódját és igényeit is. A fejlett gazdasággal bíró országok-
2. A gímszarvas populáció egyedszámának változása egy erdei életközösségben
A populáció egyedszáma a környezet eltartóképessége körül ingadozik.
1. A tölgyerdõk dús növényzete táplálékot, búvó- és fészkelõhelyet nyújt az állatoknak
3. Egy kínai nagyváros utcája
A fejlõdõ országokban gyors ütemben nõ a lakosság létszáma.
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
87
ban az emberek élelmiszer-, víz- és energiafogyasztása soha nem látott mértékben növekedett (1. ábra). Ha mindenki úgy élne a Földön, mint például egy átlagos észak-amerikai polgár, akkor legalább két további bolygóra lenne szükség az emberiség igényeinek kielégítéséhez. Korunkra a termelés és a fogyasztás növekedésének káros hatásai már nemcsak helyi méretekben jelentkeznek, hanem az egész bioszférát fenyegetik. Rövid összefoglalás
1. A legtöbb energiahordozót a gépjármûvek használják fel
A természetes életközösségekben és az egész bioszférában az anyagok állandó körforgásban vannak. Az élõlények együttmûködésének köszönhetõen az életközösségek egyensúlyban vannak környezetükkel. Ez azt jelenti, hogy az élõlények anyagcseréjük során többé-kevésbé ugyanannyi anyagot adnak le környezetükbe, mint amennyit felvesznek. Egy élõhelyen egy populációnak annyi egyede él, amennyit a környezet eltartani képes. Napjainkra az életközösségek természetes egyensúlya felbomlott. A mezõgazdaság, az ipar, valamint a közlekedés gyors fejlõdése, az életközösségek pusztulása miatt nagyon sok szennyezõ anyag kerül a bioszférába. Komoly gondot jelent a túlnépesedés, az emberiség létszáma meghaladja a Föld eltartóképességét.
Új fogalmak Egyensúly t környezet eltartóképessége
Kérdések, feladatok 1. 2. 3. 4. 5.
88
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
Mi jellemzõ az anyagok körforgására az életközösségekben? Egy példán keresztül értelmezd a természetes életközösségekre jellemzõ egyensúlyt! Mit jelent a környezet eltartóképessége? Miért nem emelkedhet meg tartósan a vörösróka-populáció egyedszáma egy mezõ életközösségében? Milyen okokra vezethetõ vissza a bioszféra egyensúlyának megbomlása?
A fenntartható fejlõdés Az emberi beavatkozás, az emberiség természetátalakító munkája már a mezõgazdasági termeléssel megkezdõdött. Gondoljunk végig egy nagyon egyszerû példát! A mai szántóföldek helyén eredetileg mezõ vagy erdõ volt, vagyis a mezõgazdasági termelés mesterséges életközösségeket hozott létre. A mezõgazdasági termelõk arra törekszenek, hogy minél gazdagabb termést takarítsanak be, ezért elpusztítják, vagy legalábbis távol tartják földjüktõl a gyomnövényeket és az állati kártevõket. A búzaföld nem akkor szép, ha pipacs, búzavirág és pipitér tarkítja, hanem akkor, ha kizárólag búza nõ rajta, és a pockok, egerek, hörcsögök nem dézsmálják a termést. Mivel egy ilyen mesterséges életközösségben alacsony a termelõk és az elsõdleges fogyasztók száma, csökken a másodlagos fogyasztók állománya is. A szántók fajgazdagsága tehát összehasonlíthatatlanul kisebb, mint a mezõé vagy az erdõé, amelynek a helyén kialakították (1 2. ábra). A termés betakarításával a gazdák beavatkoznak az anyagok természetes körforgalmába is. A talajba kevés szerves maradvány kerül vissza, ami csökkenti a talaj termõképességét. A tápanyagtartalmat mesterségesen, trágyázással kell pótolni. Történelembõl tanultad, hogy a mezõgazdasági és az ipari termelés fejlõdése alapvetõen meghatározza az emberi népességek életmódjának, lélekszámának alakulását. A lakosság létszámának növekedése miatt a középkorban az európai és ázsiai falvak, városok környékén a mocsarak lecsapolásával, erdõirtással, a füves puszták feltörésével nyertek újabb és újabb területeket a mezõgazdaságnak, az élelmiszertermelésnek. Ez a folyamat az újkorban Amerikában és Ausztráliában is folytatódott. A népesség növekedési üteme az ipari forradalom idején kezdett felgyorsulni. Nõtt az élelmiszertermelés, a városiasodás nyomán javultak az életfeltételek. Az orvostudomány fejlõdésének köszönhetõen csökkent a halandóság. Míg 1850 körül kb. 1 milliárd ember élt a Földön, jelenleg 7 milliárdra becsülik a lakosság létszámát (90. oldal, 1. ábra)! A fejlett országokban a XX. század közepétõl lassult, majd megállt a lakosság létszámának növekedése. A fogyasztás viszont nem csökkent, hanem éppen ellenkezõleg, növekedett! Ezzel szemben a gazdaságilag elmaradott, úgynevezett fejlõdõ országokban a népesség gyorsuló ütemben gyarapodik, mivel csökkent a gyermekhalandóság, meghosszabbodott az átlagéletkor, és emelkedett a születések száma is. Ezekben az országokban a népesség növekedését nem követi a gazdasági teljesít-
1. Búza
A gondosan mûvelt búzatábla fajgazdagsága kicsi.
2. Kora tavaszi rét
A nedves réteken sokféle színpompás virág nyílik.
ÉRDEKESSÉG A Föld népessége 1750-ben 771 millió volt, 1950-ben 2,5 milliárd, 1990-ben pedig 5,3 milliárd. A növekedés üteme egyre gyorsul, a népesség megduplázódásához szükséges idõ egyre rövidebb. Míg az 1950-es években a számítások szerint 116 év kellett a népesség lélekszámának megduplázódásához, a 90-es években már csak 38 év.
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
89
JÓ, HA TUDOD! A Földön megtermelt javak 85%-át a lakosság 23%-a fogyasztja el. A megtermelt energia 50%-át a népesség 15%-a használja fel. Mintegy 1,2 milliárd embernek nem jut egészséges ivóvíz, elegendõ táplálék és fedél a feje fölé.
1. Az emberiség létszámának alakulása
A Föld népessége évszázadokon keresztül lassú ütemben növekedett. Az elmúlt évtizedekben azonban a növekedés veszélyes mértékben felgyorsult.
2. A fejlõdõ országokban kezdetleges módszerekkel folyik a növénytermesztés
JÓ, HA TUDOD! Az ökológiai lábnyom azt fejezi ki, hogy egy országban a lakosság életszínvonalának fenntartásához, az elfogyasztott áruk elõállításához és a megtermelt hulladék elhelyezéséhez mekkora földterületre lenne valójában szükség. A fejlett gazdaságú országok többnyire nagyobb lábon élnek, mint amennyit országuk területének eltartóképessége megengedne. Az Egyesült Államok fogyasztása például hatszor nagyobb területének eltartóképességénél. Magyarország ökológiai lábnyoma pedig másfélszerese területének. A fejlett gazdaságú Finnország lábnyoma viszont nem éri el területének nagyságát.
90
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
mény javulása (2. ábra). Sõt, a fejlõdéshez szükséges erõforrásokat a túlnépesedéssel járó kiadások felemésztik. Így a szegénység nemhogy csökkenne, hanem tovább fokozódik. Jelenleg a világ népességének leggazdagabb 20%-a hatvanszor jobban él, mint a legszegényebb 20%. Nyilvánvaló, hogy a jelenlegi pazarló fogyasztás a fejlett gazdaságú országokban és a nyomorúság a Föld többi részén nem tartható fenn sokáig. Lehetséges-e, hogy a szegényebb országok lakói elérjék a legfejlettebbek életszínvonalát? A napjainkra jellemzõ energiafelhasználás, hulladéktermelés, környezetszennyezés és népességnövekedés mellett semmiképp. A megoldást csak az úgynevezett fenntartható fejlõdés jelentheti. A fenntartható fejlõdés azt jelenti, hogy a gazdaság és a társadalom életét a Föld eltartóképességéhez kell igazítani. A tudomány és a technika fejlõdése nagyszerû eredményekre vezetett. Aligha akarna az emberiség a technikai fejlõdés elõtti életszínvonalra visszazuhanni. Az egész Földet sújtó problémákat a tudomány és a technika továbbfejlesztésével, a gazdaság és a társadalom ésszerû alkalmazkodásával kell megoldani. Korlátot kell szabni a népesség növekedésének, környezetbarát, anyag- és energiatakarékos termelési módo-
kat kell kidolgozni. A hulladékok minél nagyobb hányadát újra fel kell dolgozni, az eldobható termékek helyett sokszor felhasználható árukat kell elõállítani (1. ábra). Megfelelõ eljárásokkal csökkenteni kell a kibocsátott szennyezõ anyagok mennyiségét, gondoskodni kell az ipari üzemekben, háztartásokban keletkezõ szennyvizek megtisztításáról stb. Rövid összefoglalás Az életközösségeket az emberi beavatkozás következtében sok káros hatás éri. A bioszférába kerülõ szennyezõ anyagok napjainkra az egész világra kiterjedõ környezeti gondokat okoznak. A gazdaságilag elmaradott országokban súlyos problémát jelent a népesség gyors növekedése. A fejlett gazdaságú országokban a lakosság fogyasztása emelkedik rendkívül nagy mértékben. Az ökológiai válság megoldását a tudomány és a technika eredményein alapuló fenntartható fejlõdés jelentheti. Olyan gazdasági és társadalmi változásoknak kell történniük, amelyek figyelembe veszik a Föld eltartóképességét.
1. Újrahasznosított papírból készült termékek
Új fogalmak Fenntartható fejlõdés
Kérdések, feladatok 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Hasonlítsd össze egy mezõ és egy szántóföld fajgazdagságát! Hogyan változtatja meg a mezõgazdasági termelés egy élõhely biológiai egyensúlyát? Hogyan függ össze a mezõgazdasági és az ipari termelés fejlõdése az emberi népesség növekedésével? Hogyan alakult az emberi népesség növekedése az utóbbi két évszázadban? Miért napjainkra alakult ki a Föld egészét érintõ ökológiai és környezeti válság? Mit jelent a fenntartható fejlõdés? Sorold fel a fenntartható fejlõdés legfontosabb tényezõit!
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
91
Alkotórész
dm3/100 dm3
Nitrogén (N2)
78,08
Oxigén (O2)
20,95
Argon (Ar)
0,93
Szén-dioxid (CO 2)
0,034
Neon (Ne)
0,0018
Hélium (He)
0,0005
Ózon (O3)
0,0002
Egyéb gázok, vízgõz
0,0035
1. A levegõ összetétele
JÓ, HA TUDOD! A levegõben levõ porszennyezõdések légúti megbetegedéseket okozhatnak. A szennyezett levegõjû városok lakói körében sokkal gyakoribbak a köhögéssel, légzési zavarokkal járó panaszok. A poros levegõjû munkahelyeken dolgozó embereknek maszkot kell viselniük, amely megszûri a belélegzett levegõt. A városi embereken is mind gyakrabban látni ezt a védõfelszerelést.
A levegõszennyezés és következményei A légkörnek rendkívül fontos szerepe van a bioszféra egyensúlyának kialakításában és fenntartásában. A légkör anyagainak legnagyobb része, 78%-a nitrogén (N2), 21%-a pedig oxigén (O2). A maradék 1%-ot különbözõ gázok (szén-dioxid, nemesgázok, nitrogén- és kén-oxidok stb.), valamint vízgõz alkotják (1. ábra). A légkör összetevõi részesei a társulások anyagforgalmának. A növények a légkörbõl veszik fel a fotoszintézisükhöz szükséges szén-dioxidot, és ide adják le a folyamat során képzõdött oxigént. Az oxigént az élõlények döntõ többsége felhasználja, hogy a szerves anyagok lassú elégetésébõl energiát nyerjen életmûködéseihez. A légkör anyagai az üvegházhatás révén biztosítják a Föld viszonylag magas átlaghõmérsékletét, védik a földfelszínt és az élõlényeket a napsugarak károsító hatásai ellen (2. ábra). Az üvegházak belsejében a hõmérséklet általában magasabb, mint a környezeté. Ennek oka, hogy az üveg átengedi a napsugarakat, de nem engedi át a felszínrõl visszaverõdõ hõsugarakat. Az üvegházakhoz hasonlóan a légkör is megtartja a Nap melegét. A levegõn áthaladó napsugarak felmelegítik a talajt. A felmelegedett földfelszín hõsugarakat bocsát ki. A hõsugarakat a levegõben lévõ anyagok, elsõsorban a szén-dioxid és a vízgõz, visszatartják. A folyamat a levegõ felmelegedéséhez vezet. Az üvegházhatásnak jelentõs szerepe van a Föld kiegyenlített éghajlatának kialakításában. Nélküle nem lehetne élet a Földön, bolygónkon
2. Az üvegházhatás kialakulása
A légkörön áthaladó napsugarak (sárga nyíl) elõször a talajt melegítik fel, amely hõsugarakat (piros nyíl) bocsát ki. A hõsugarak jelentõs részét (kék nyíl) a felhõk és a levegõ gázai csapdába ejtik, így a hõ nagy része megmarad a légkörben.
92
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
ugyanolyan szélsõséges hõmérsékleti viszonyok uralkodnának, mint a légkör nélküli Holdon. Az utóbbi évtizedekben a légkör összetétele megváltozott. Oxigéntartalma csökkent, szén-dioxid-tartalma jelentõsen növekedett. Emelkedett a légkörben a gépjármûvek és az ipari üzemek által kibocsátott egyéb szennyezõ anyagok, például a nitrogén és a kén oxidjainak mennyisége is. Az ipari településeken, városokban sok porszennyezõdés kerül a levegõbe, ami lerakódik a növényekre, és gátolja anyagcseréjüket (1. ábra). A porszennyezõdések károsítják az állatok és az ember légzõszervét is. A nagyobb városokban állandóan mérik a levegõ összetételét, és a kapott eredményeket összevetik az egészségügyi határértékekkel (egy összetevõnek az a mennyisége, ami még nem veszélyezteti az ember egészségét). Ha a légszennyezés meghaladja ezt az értéket, akkor szükségintézkedéseket vezetnek be. Jelenleg az üvegházhatás fokozódása figyelhetõ meg. A légkör fokozott felmelegedését elsõsorban a szén körforgásának megbomlása, a légkör növekedõ szén-dioxid-tartalma okozza. A szén-dioxid-tartalom növekedésének hátterében a tüzelõ- és az üzemanyagok (kõszén, kõolaj, földgáz) nagymértékû felhasználása áll. A tüzelõanyagok elégetésével sok energiához lehet jutni. Az égéstermékek, a szén-dioxid és a víz azonban fokozzák az üvegházhatást. A légkör összetételének változásához nagyban hozzájárul az erdõk kiirtása, a természetes életközösségek pusztulása is, hiszen így a növények egyre kevesebb szén-dioxidot kötnek meg, és emellett egyre kevesebb oxigént termelnek. A légköri szén-dioxid mennyiségét ugyanis csak a fotoszintézis csökkenti jelentõsen. Különösen veszélyes a trópusi esõerdõk területének és a tengeri plankton mennyiségének rohamos fogyása (2. ábra). De miért olyan veszélyes a légkör felmelegedése, az üvegházhatás fokozódása? A légkör felmelegedésének egyik legfontosabb következménye az éghajlati övek eltolódása, a száraz területek, a sivatagok terjeszkedése. A mérsékelt övezetben folyik a gabonatermelés nagy része, és hatalmas területeket foglal el a zöldség- és gyümölcstermesztés is. Ezeken a területeken a tartós aszály, a csapadék mennyiségének csökkenése beláthatatlan következményekkel járhat. A mi Alföldünk Közép-Európa legveszélyeztetettebb területéhez tartozik, mert a hagyományosan termesztett növények számára már a jelenlegi vízellátottság sem kielégítõ.
1. Porszennyezõdés
A leveleket borító por akadályozza a fotoszintézist.
2. Erdõirtás
A trópusi esõerdõket a Föld tüdejének nevezik, hiszen növényei termelik a légkör oxigéntartalmának 60%-át. Ha a növényeket kiirtják, kevesebb szén-dioxid épül be a szerves anyagokba, és csökken az oxigéntermelés is.
ÉRDEKESSÉG A mérések szerint az utóbbi száz évben a Föld átlaghõmérséklete mintegy 0,5 °C-kal emelkedett. A széndioxid mennyisége a légkörben jelenleg évi 0,3%-kal nõ, ami csak elsõ pillantásra elhanyagolható menynyiség. Ha a szén-dioxid aránya a légkörben a jelenlegi 0,033%-ról 0,066%-ra nõne, akkor a Föld átlaghõmérséklete 2,8 °C-kal emelkedne.
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
93
km
45
ózonpajzs 30
15 Föld 0
1. Az ózonréteg a légkörben
Az ózonréteg a földfelszíntõl 15-50 km magasságban helyezkedik el.
2. Ózonlyuk az Antarktisz fölött
Az Antarktisz fölött tél végén jelenik meg az ózonlyuk. Ebben az idõszakban sokkal több káros sugárzás éri a felszínt. Az utóbbi években az Északisark fölött is észlelték az ózonpajzs elvékonyodását.
94
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
Súlyos problémákhoz vezethet az ivóvíz mennyiségének csökkenése is. A felmelegedés következtében a folyók és a tavak vize sokkal gyorsabban párolog, és ezzel csökken az a vízmennyiség is, amibõl ivóvizet lehet elõállítani. Az üvegházhatás növekedése miatt megváltoznak a légköri folyamatok, aminek következménye az idõjárás változékonyabbá, bizonytalanabbá válása. A nagy szárazságokat hirtelen felváltó felhõszakadások, vagy a téli hótömegek gyors olvadását követõ tavaszi áradások rengeteg gazdasági kárt és emberi tragédiát okoznak. A légkör felmelegedésének következménye lehet a sarki jégsapkák és a gleccserek megolvadása, ami a tengerek vízszintjének emelkedéséhez vezet. A XIX. század eleje óta a tengerek és az óceánok vízszintje 15 20 cm-rel lett magasabb. Ha a felmelegedés a továbbiakban is ilyen ütemben folytatódik, a század végére a világóceán szintje 1 m-rel is meghaladhatja a jelenlegi értékeket. Ez pedig több mint 1 milliárd ember lakóhelyét veszélyezteti. A fény és a hõsugarak mellett ultraibolya (UV) sugarak is érkeznek a Napból a földfelszínre, amelyek súlyosan károsítják az élõ szervezetek örökítõanyagát, és ezzel anyagcseréjét. A bioszférát a káros sugárzás ellen a légkörben található oxigén védi. Erõs ultraibolya sugárzás hatására a kétatomos oxigénmolekulák (O2) háromatomos molekulákká, ózonná (O3) alakulnak. Ha a sugárzás gyengül, az ózon visszaalakul kétatomos oxigénné. Amikor ismét több az ultraibolya sugárzás, az ózon újraképzõdik. Az ózonréteg, más néven ózonpajzs a légkör felsõ részében található (1. ábra). Anyagai folytonosan elbomlanak és újraképzõdnek, állandó változásban vannak. Egyes kémiai anyagok károsítják az ózonpajzsot, mivel reakcióba lépnek az ózonnal és elbontják azt. Elsõsorban azok a klór- (Cl) és fluor- (F) tartalmú gázok veszélyesek, amelyeket nem is olyan régen a hûtõgépekben, légkondicionáló berendezésekben, szórópalackokban még használtak. Ezek a gázok sokáig nem bomlanak le, akár 100 évig is megmaradhatnak a légkörben. Ezért, bár alkalmazásukat már betiltották, még sokáig számolni kell károsító hatásukkal. Az ózonpajzs károsodását jelzik a légkörben megfigyelt megritkult gáztartalmú ózonlyukak, amelyeken keresztül sokkal több káros sugárzás éri el a Föld felszínét (2. ábra). Az ultraibolya sugárzás növekedésének káros hatása már érzékelhetõ a bioszférában. Megfigyelések szerint az Antarktisz körüli tengerekben csökkent a plankton mennyisége. A déli féltekén élõ emberek körében
pedig gyakoribbá váltak a szembetegségek és a bõr rákos elváltozásai (a testfelületet borító sejtek örökítõanyagának megváltozása rendellenesen, túlságosan gyorsan osztódó, úgynevezett rákos sejtek kialakulását okozta). Az ultraibolya sugárzástól való félelem ne riasszon el a strandolástól vagy a vízi sportoktól! A szabad levegõn való mozgás, a mértéktartó napozás mindenkinek jót tesz. A csontok fejlõdéséhez szükséges Dvitamin az UV sugarak hatására képzõdik szervezetünkben. Napfényben lebarnulunk, a bõrünkben képzõdõ barna festékanyag véd a sugarak káros hatásaitól. Az erõs UV sugárzás a mi körülményeink között a nyári verõfényben jelent veszélyt. Szoktassuk szervezetünket fokozatosan a naphoz, és használjunk bõrünknek megfelelõ napvédõ krémet! Minél magasabb faktorú készítményt használunk, annál erõsebb védelmet nyújt bõrünknek. De ne töltsünk hosszú idõt a napon, különösen a déli órákban, és viseljünk napszemüveget (1. ábra)!
ÉRDEKESSÉG Az ózonpajzs a földfelszíntõl kb. 1550 km magasan található, ahol a levegõ már nagyon ritka. A Föld felszínén ennek a rétegnek a vastagsága mindössze 3 mm lenne. Az Antarktisz feletti ózonlyuk kiterjedése jelenleg háromszor akkora, mint az Egyesült Államok területe. Ózonrétegének vastagsága a felszínen csak 1 mm lenne.
³
A savas esõk is a levegõszennyezés következményei. Az energiahordozók (kõszén, kõolaj, földgáz) és az üzemanyagok elégetésekor a széndioxid és a víz mellett más égéstermékek, például nitrogén- és kénoxidok is képzõdnek. Az égéstermékek reakcióba lépnek a levegõben található vízgõzzel. Az átalakulás során savak: szénsav, salétromsav és kénsav keletkeznek. A savak a felfelé áramló levegõvel a felhõkbe jutnak. A savas kémhatású szennyezõdéseket tartalmazó felhõket a szél messzire szállítja. A felhõkbõl hulló savas esõ így a szennyezést kibocsátó helytõl távolabb fejti ki káros hatásait (2. ábra).
égéstermékek
szél
1. Az ultraibolya sugárzás ellen védelmet nyújtanak a napvédõ krémek és a napszemüvegek savas esõ
JÓ, HA TUDOD!
2. A savas esõk terjedése
A savas esõket okozó szennyezõ anyagok fõként az ipari központokból jutnak a levegõbe. Németország nagy iparvidékei felõl az uralkodó szelek a Skandinávfélsziget felé hajtják a felhõket. A savas esõk ezért Észak-Európában okozzák a legnagyobb károkat.
A levegõ szén-dioxid-molekulái szénsavat képeznek a levegõ víztartalmával, ezért a tiszta esõvíz is gyengén savas kémhatású. A savas esõk azonban sokkal savasabbak. Los Angelesben olyan felhõket észleltek, amelynek alsó részében a szennyezett csapadék savassága megegyezett a citromléével.
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
95
1. A savas esõk hatása a fenyõkre
2. A savas esõk hatására a köztéri szobrok is károsodnak
A savas esõk tönkreteszik a fák lombját és gyökérzetét, elpusztítják a növényeket. A fák levelei elsárgulnak, leszáradnak. Különösen a fenyõk érzékenyek a savas esõkre (1. ábra). A savas esõk nemcsak közvetlenül károsítják az élõvilágot. A savas csapadék hatására a talajból kioldódnak az alumínium és a nehézfémek (pl. ólom, higany) mérgezõ vegyületei, és bejutnak a talajvízbe, a tavakba, a folyókba és a tengerekbe. A vízi életközösségekben megmérgezik a planktont, majd a táplálékláncon végighaladva a terület egész élõvilágát. Az emberi élelmiszerekbe is bekerülnek ezek az anyagok, tehát az emberek egészségét is veszélyeztetik. A savas esõk az épített környezetet is pusztítják. Oldják a mészkõbõl, fémbõl készült tárgyakat, építményeket. A vasutak, a hidak gyors rozsdásodása, a felüljárók és az utak károsodása pedig óriási gazdasági károkat okoz. A savas esõk pótolhatatlan veszteségeket okoznak a mûemlék épületekben és a köztéri szobrokban is (2. ábra). A levegõszennyezés mérséklése tehát mindannyiunk közös ügye. A legfontosabb, hogy olyan ipari eljárásokat kell kidolgozni és alkalmazni, amelyek kevesebb szennyezõ anyag képzõdésével járnak. Az üzemekben olyan környezetvédelmi berendezéseket kell felszerelni, amelyek megakadályozzák a szennyezõ anyagok kijutását a légkörbe. Az egyes emberek is sokat tehetnek a levegõ tisztaságáért, ha például nem mindenhova járnak gépkocsival, hanem igénybe veszik a tömegközlekedési eszközöket. Takarékoskodnak az energiával: javítják lakásuk hõszigetelését, korszerûbb fûtõberendezéseket használnak stb. Csak olyan termékeket vásárolnak, amelyek nem tartalmaznak a légkört szennyezõ és károsító anyagokat (3. ábra). Nem égetik el a háztartásban keletkezett hulladékot, hanem gondoskodnak elszállításukról. Különösen igaz ez a gumira és a mûanyagokra, mert ezek égetésekor az ózonréteget károsító, erõsen mérgezõ anyagok keletkeznek. Rövid összefoglalás
3. Környezetbarát termékeken az ózonréteg védelmére utaló jel
96
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
Az emberi beavatkozás hatására a légkör összetétele gyorsan és nagymértékben változik. Az energiahordozók égetése és az erdõk irtása miatt folyamatosan nõ a levegõ széndioxid-tartalma, aminek következménye az üvegházhatás fokozódása. A légkör felmelegedése éghajlati változásokhoz, egyes területek sivatagosodásához, az ivóvíz mennyiségének
csökkenéséhez, a sarki jégsapkák olvadásához, ezzel a tengerek vízszintjének emelkedéséhez vezethet. A levegõbe jutó szennyezõ anyagok egy része károsítja a légkör felsõ részén található ózonpajzsot. Az ózonpajzs elvékonyodása ózonlyukak kialakulásával jár. A megsérült ózonréteg sokkal több, az élõlények örökítõanyagát károsító ultraibolya sugárzást enged a Földre. Az energiahordozók elégetésekor a levegõbe jutó nitrogén- és kén-oxidok reakcióba lépnek a vízgõzzel, savakat képeznek, amelyek bekerülnek a felhõkbe. A szennyezett felhõkbõl hulló savas kémhatású csapadék károsítja az élõvilágot és az épített környezetet is.
ÉRDEKESSÉG A szél nagy távolságokra elszállítja a savas csapadékot hozó felhõket. A környezeti kár a szennyezés helyétõl több száz, akár 2000 kilométerre is jelentkezhet. A savas csapadék legnagyobb része a szárazföldek 5%-áról, Európa és Észak-Amerika iparvidékeirõl származik.
Új fogalmak Üvegházhatás fokozódása t ultraibolya sugárzás t ózon t ózonpajzs t ózonlyuk t savas esõk
Kérdések, feladatok 1. Mi jellemzõ a légkör összetételére? 2. Hogyan alakul ki az üvegházhatás? 3. Milyen gázok játsszák a legfontosabb szerepet az üvegházhatás 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
kialakulásában? Mi az üvegházhatás jelentõsége a földi élet szempontjából? Mi okozza az üvegházhatás növekedését? Milyen következményei lehetnek az üvegházhatás fokozódásának? Hogyan károsítja az élõlényeket a Nap ultraibolya sugárzása? Milyen átalakulások játszódnak le a légkör felsõ részében az ultraibolya sugarak hatására? Hol található az ózonpajzs? Mi okozza az ózonpajzs elvékonyodását? Miért különösen veszélyesek a hûtõgépekben használt klór- és fluortartalmú anyagok? Milyen szabályokat kell betartani napozás közben? Hogyan alakulnak ki a savas esõk, és mi a következményük? Honnan kerülhetnek a savas esõket okozó a gázok a légkörbe? Mit tehetünk a levegõszennyezés mérséklése érdekében?
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
97
JÓ, HA TUDOD! A csatornában összegyûlõ szennyvíz elõször a tisztítótelepre kerül, ahol szûrik, majd ülepítéssel eltávolítják belõle a lebegõ szennyezõdéseket. Ezt követõen a szennyezõ anyagokat baktériumok segítségével elbontják, illetve különbözõ vegyi anyagokkal kezelik. Végül a megtisztított vizet visszavezetik a természetes vízfolyásokba. A kisebb településeken környezetbarát megoldás a gyökérzónás víztisztítás. A szennyvizet megfelelõen kialakított mesterséges tó nádasába, vagy egy ugyancsak erre a célra telepített nyárfásba vezetik. A növények a szennyvíz anyagait természetes úton ártalmatlanítják. Az eljárás területigénye lakosonként 5 m2 tófelület.
JÓ, HA TUDOD! A vizek tisztítására biológiai módszereket is alkalmaznak. A trópusokról származó vízijácint rendkívül gyorsan növekszik, nagymértékû a tápanyag-felhasználása. Ezért alkalmas a szennyvizek biológiai tisztítására. A szilárd szennyezõdésektõl megtisztított szennyvizet tárolókba eresztik, és felszínére vízijácintot telepítenek.
Vízijácint
98
A MEGSEBZETT BOLYGÓ
A vizek és a talaj szennyezése Életünk elképzelhetetlen víz nélkül. Az élet a vízben keletkezett, a tengerekben alakultak ki a Föld elsõ élõ szervezetei. Sok-sok élõlénynek ma is a víz jelenti az élõhelyet, a közvetlen környezetet. De a vízellátottságnak a szárazföldi életközösségekben is meghatározó szerepe van. Gondoljunk csak a sivatagokra és a trópusi esõerdõkre! Mindezek alapján nyilvánvaló, hogy a vizek szennyezése az egész élõvilágot és az emberiséget is veszélyezteti. Magyarországon az ivóvíz 90%-a felszín alatti vizekbõl, illetve a folyókból származik. A kõzetrétegek, a folyók kavics- és iszapágya szûrik, tisztítják a vizet, ezért ezeket a rétegeket óvni kell a szennyezõ anyagoktól. A hazai vízszennyezés feléért az ipar, feléért a háztartások és a mezõgazdaság a felelõsek. A háztartásokból kikerülõ szennyezõ anyagok közül nagyon veszélyesek a mosószerek. A mosó- és mosogatószerek nem engedik kicsapódni a zsíros szennyezõdéseket, amíg a mosóvíz a szennyvízelvezetõ rendszerbe kerül. A mosószerek azonban mérgezõek a vízi élõlények számára, és gátolják a vizek öntisztulását. Hatóanyagaik bejutnak a talajba, sõt segítik az egyéb szennyezõ anyagok bejutását is. Gyakran a víztisztítási eljárások során sem bomlanak le, így bekerülhetnek a vízvezetékrendszerbe, az ivóvízbe. A mosószerrel szennyezett ivóvíz pedig közvetlenül károsítja az ember szervezetét. A vizek elszennyezõdéséhez az is hozzájárul, hogy hazánkban a települések csatornahálózata még nem készült el, a vezetékes ivóvízellátással egy idõben nem épültek meg a szennyvizet elvezetõ csatornák és a hozzájuk kapcsolódó víztisztító berendezések. Még a jól ellátottnak számító Budapesten is a szennyvíz jelentõs hányada biológiai tisztítás nélkül kerül a Dunába. A települések csatornahálózatának megépítése, illetve felújítása napjainkban az egész országban nagy erõkkel folyik. A mezõgazdasági mûvelés alatt álló területekrõl a talaj tápanyagtartalmának pótlására használt mûtrágyák kerülhetnek a vizekbe. A mûtrágyák elsõsorban nitrogén- és foszfortartalmú vegyületeket tartalmaznak, amelyek könnyen bekerülnek a talajvízbe és ezzel az ivóvízbe is. A nitrogéntartalmú vegyületek közül a nitrátok gátolják a vérben az oxigénszállítást. A magas nitráttartalmú ivóvíz különösen a terhes anyákra és a csecsemõkre jelent veszélyt. Ezért azokon a településeken, ahol magas a vezetékes ivóvíz nitráttartalma, ellenõrzött tisztaságú zacskós vizet vagy ásványvizet kapnak a terhes anyák és a kisgyermekek.