uvod i principi zaštite okruženja · 2018. 4. 25. · toksični hemijski otpad i radioaktivni...

Skripta iz predmeta

Uvod i principi zaštite okruženja

Skripta iz predmeta - Uvod i principi zaštite okruženja

Departman za Inženjerstvo zaštite životne sredine | Fakultet tehničkih nauka Novi Sad

1

SADRŽAJ UVOD U INŽENJERSTVO ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE KAO DISCIPLINU ......... 4

� Životna sredina u krizi............................................................................. 5 � Simptomi krize životne sredine:............................................................... 5 � Nova dimenzija krize životne sredine ...................................................... 6 � Cilj inženjerstva zžs ................................................................................. 6 � Održivi razvoj .......................................................................................... 7 � Interdisciplinarnost i globalnost ............................................................. 8

OSNOVNI POJMOVI OPŠTEG INŽENJERSTVA OKRUŽENJA ................................ 9 � Pojam sistema ......................................................................................... 9 � Granice sistema ....................................................................................... 9 � Razmena energije i materije kroz granice sistema.................................. 9 � Tokovi, ciklusi i strukture sistema životne sredine ................................ 11 � Struktura otvorenog sistema životne sredine ........................................ 11 � Tokovi energije ...................................................................................... 12 � Tokovi materije ...................................................................................... 13 � Ravnotežno stanje .................................................................................. 14

KRUŽENJE VODE I GLOBALNI CIKLUSI NEKIH HEMIJSKIH ELEMENATA ..... 15 � Kruženje vode ........................................................................................ 15 � Hemijski elementi .................................................................................. 16 � Kružni tokovi ......................................................................................... 16 � Globalni ciklus ugljenika u prirodi ....................................................... 17 � Globalni ciklus sumpora u prirodi ........................................................ 19 � Globalni ciklus azota u prirodi ............................................................. 20

MEĐUUTICAJ CIVILIZACIJE I ŽIVOTNOG OKRUŽENJA .................................... 21 � Razvitak gradova ................................................................................... 21 � Demografska eksplozija ........................................................................ 22 � Prehrana stanovništva........................................................................... 24

ATMOSFERA, ZNAČAJNI PARAMETRI ATMOSFERE I MDK ZAGAĐUJUĆIH SUPSTANCI U ATMOSFERI ...................................................................................... 26

� Struktura atmosfere ............................................................................... 26 � Temperatura u atmosferi ....................................................................... 26

BUKA KAO SPECIFIČAN VID ZAGAĐENJA ........................................................... 29 � Nastajanje zvuka i njegovo prenošenje ................................................. 29 � Čovekovo uho kao prijemnik zvuka ....................................................... 32 � Ultrazvuk i infra zvuk ............................................................................ 32 � Dozvoljeni nivoi buke u životnoj sredini ............................................... 33

DOZVOLJEN NIVO BUKE U dB .................................................................................................34 � Hotelske sobe......................................................................................... 34 � Zaštita od buke ...................................................................................... 35

MAKSIMALNO DOZVOLJENE KONCENTRACIJE ZAGAĐUJUĆIH SUPSTANCI U VODI ........................................................................................................................... 36

� Maksimalna dozvoljena koncentracija zagađulućih supstanci u vodi .. 36 � Osnovi određivanja graničnih koncentracija zagađujućih supstancija u

otpadnim vodama ........................................................................................................ 36 OSNOVE EKOLOGIJE ............................................................................................... 38

� Ekosistem, struktura ekosistema ........................................................... 38 � Lanci ishrane i veze ............................................................................... 38 � Staništa i niše ........................................................................................ 40



2

� Dinamika ekosistema............................................................................. 41 PRINCIPI OČUVANJA RAVNOTEŽE ........................................................................ 43

� Stanje ravnoteže .................................................................................... 43 � Stanje dinamičke ravnoteže ................................................................... 43 � Prilagodljivost sistema .......................................................................... 44

IZVORI, KARAKTERISTIKE I EFEKTI ZAGAĐENJA .............................................. 46 � Zagađenje vazduha ................................................................................ 46 � Izvori zagađenja vazduha ...................................................................... 46 � Primarni i sekundarni polutanti vazduha.............................................. 47 � Emisioni faktori ..................................................................................... 47 � Ukupna emisija ...................................................................................... 47 � Efekti aerozagađenja ............................................................................. 47 � Ekonomski gubici .................................................................................. 48 � Uticaj aerozagađenja na zdravlje čoveka ............................................. 48 � Makro efekti zagađenja vazduha ........................................................... 49 � Efekti kiselih kiša ................................................................................... 49 � Ozon kao problem u životnoj sredini..................................................... 50 � Globalno zagrevanje ............................................................................. 51

ZAŠTITA OD ZAGAĐIVANJA .................................................................................... 54 ZAŠTITA VODE OD ZAGAĐIVANJA......................................................................... 55

� Sistem zatvorenih ciklusa voda ............................................................. 55 � Prečišćavanje otpadnih voda ................................................................ 55 � Prirodno prečišćavanje otpadnih voda ................................................. 56 � Sakupljanje i obrada otpadnih voda ..................................................... 58 � Metode, postupci i uređaji za prečišćavanje otpadnih voda ................. 58 � Mehaničke metode prečišćavanja otpadnih voda ................................. 58 � Mešanje otpadne vode ........................................................................... 58 � Grubo ceđenje ....................................................................................... 59 � Uklanjanje vlakana ............................................................................... 59 � Odstranjivanje čvrstih čestica taloženjem (sedimentacijom) ................ 60 � Odstranjivanje tečnosti koje se ne mešaju sa vodom ............................ 61 � Odvajanje čvrstih čestica pomoću hidrociklona ................................... 61 � Odvajanje čestica centrifugiranjem ...................................................... 62 � Odvajanje čestica filtracijom ................................................................ 62 � Fizičkohemijske metode prečišćavanja otpadnih voda ......................... 64 � Koagulacija i flokulacija ....................................................................... 64 � Prečišćavanje vode flotacijom .............................................................. 65 � Prečišćavanje ekstrakcijom ................................................................... 65 � Prečišćavanje vode evaporacijom ......................................................... 66 � Prečišćavanje vode adsorpcijom ........................................................... 67 � Prečišćavanje vode jonskom izmenom .................................................. 68 � Prečišćavanje vode inverznom osmozom .............................................. 69 � Hemijske metode prečišćavanja otpadnih voda .................................... 70 � Prečišćavanje voda hemijskim taloženjem ............................................ 70 � Neutralizacija otpadnih voda ................................................................ 70 � Redukcija oksidacionih agenasa ........................................................... 73 � Oksidacija hemijskim agensima ............................................................ 73 � Aeracija vode......................................................................................... 74

ZAŠTITA VAZDUHA OD ZAGAĐIVANJA ................................................................. 76 � Uklanjanje čestica ciklonima ................................................................ 76



3

� Uklanjanje čestica filtracijom ............................................................... 77 � Uklanjanje čestica elektrostatičkim taložnicima ................................... 78 � Prečišćavanje apsorpcijom i adsorpcijom ............................................ 80 � Upotreba katalizatora za kontrolu emisije iz automobila ..................... 83 � Katalitičko uklanjanje NOx i SO2 iz gasovitih produkata sagorevanja 86 � Uklanjanje NOx i SO2 ozračivanjem elektronskim snopom ................... 86 � Fotohemijsko uklanjanje NOx i SO2 iz vazduha .................................... 86



4

UVOD U INŽENJERSTVO ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE KAO DISCIPLINU

U najširem smislu reči, životna sredina (the Environment, die Umwelt) je sve ono što čini okolinu ljudskog bića. Ona je ukupna kombinacija svega van ljudskog organizma uključujući tri sfere: vazduh, vodu i zemlju, kao i sva ostala biološka bića. U životnu sredinu spadaju i parametri kao što su temperatura, pritisak, energetski resursi, raspoloživost hranljivih materija, kao i svi fizičko-hemijski faktori, kojima su izložena živa bića. Životna sredina je, dakle sve ono što ima uticaj i što potpomaže postojanje života.

Kada se govori o zaštiti životne sredine, u literaturi se mogu sresti i drugi izrazi, kao što su: čovekova sredina, okolina, prirodne sredina, radna sredina. Svaki od njih odnosi se na deo prostora na planeti Zemlji. U ovim podelama ključnu ulogu imali su sociološki, urbanistički, medicinski i ekonomski prilazi, koji su doveli do lokalnih pristupa pojedinačnim oblastima i u skladu sa time i do nuđenja rešenja za svaku oblast posebno. Međutim, ovakav, lokalan pristup posmatranja problema, iako je u početnim fazama izgledao ekonomski vrlo opravdan i efikasan, u dalekosežnom smislu pokazao je ozbiljne mane. Razlog tome je upravo pogrešno izdvajanje manjih celina u okviru životne sredine i njihovo izolovano proučavanje.

Planeta Zemlja je naša životna sredina i jedino ona predstavlja jedinstveni sistem.

Postoje tri osnovna zadatka koja se nameću pri započinjanju diskusije o problemu zaštite životne sredine:

• Određivanje posmatranog sistema: -koje je neophodno zbog naglašavanja interakcije i međusobne zavisnosti između različitih delova životnog okruženja.

• Naglašavanje interdisciplinarnosti: -koja zapravo zahteva odbacivanje fokusiranja samo na jedan aspekt posmatranog problema. Ovo je ključno za razumevanje funkcionisanja životne sredine i poštovanje njene kompleksnosti i raznovrsnosti.

• Primena globalne perspektive: -Neki od najozbiljnijih problema životne sredine danas su globalni i shodno tome zahtevaju globalna rešenja.

Zaštita životne sredine je disciplina koja nastaje kao reakcija na iskorišćavanje

Zemlje, jedine planete pogodne za život čoveka, do krajnjih granica njenih mogućnosti. Veliki broj naučnika upozorava da je opstanak planete doveden u pitanje, zbog pogrešnog iskorišćavanja prirodnih resursa i narušavanja prirodne ravnoteže.

Uništavanje Zemlje čovek vrši na sopstvenu štetu, jer nebriga o životnoj sredini dovodi do ozbiljnih ako ne i nepovratnih oštećenja onoga što bi se moglo nazvati Zemljinim sistemima za održavanje života: ekoloških procesa koji regulišu kilmu, čistog vazduha i vode, regulacije vodenih tokova, recikalže suštinski značajnih elemenata, obnavljanja zemljišta i uopšte sistema koji čine planetu pogodnom za život.

Koji su najbitniji motivi izučavanja problema zaštite životne sredine? • Većina čovekovih aktivnosti utiče na životnu sredinu i to, nažalost,

najčešće na negativan način.



5

• Životno okruženje je naš osnovni mehanizam za održavanje života: ona obezbeđuje vazduh koji udišemo, vodu koju pijemo, hranu koju jedemo i zemlju na kojoj živimo.

• Životnu okolinu koristimo kao prirodni resurs energije, drveta i minerala. • Narušavanje životne sredine dovodi do ozbiljnih problema za živi svet. • Mnogi delovi životne sredine su ozbiljno ugroženi prekomernom

eksploatacijom ili neadekvatnim korišćejem. • Ako se nastavi sa dosadašnjim tretiranjem životne sredine, oštećenja će

biti sve teža, troškovi veći i posledice sve ozbiljnije.

� Životna sredina u krizi

Nagli porast interesovanja za problem zaštite životne sredine započeo je ranih 70-tih godina dvadesetog veka, u početku samo među naučnicima, a nešto kasnije i u javnosti i politici uopšte. U tom peridu došlo je do pojave velikog broja studija o nečemu što se tada nazivalo “krizom životne sredine”, do inkorporacije ove teme u svakodnevni život, što je za rezultat imalo osvešćavanje javnosti o uticaju ličnih postupaka na životno okruženje i prihvatanje zaštite životne sredine, kao našeg, a ne problema nekog drugog.

Od 1990. godine ključni problemi u oblasti zaštite životne sredine su efekat staklene bašte i globalno zagrevanje, pojave ozonske rupe, kisele kiše i uništavanje tropskih šuma. Iako ovi problemi imaju velike razmere, uzroci i rešenja ovih problema leže u stavu ljudi i u očekivanjima čovečanstva u odnosu na životnu sredinu. Mi zapravo zahtevamo da životna sredina bude pogodna za život, korisna i lepa. Nažalost, ona ne može da bude sve ovo u isto vreme.

� Simptomi krize životne sredine:

• Rast populacije: Broj ljudi na Zemlji je povećan 8 puta od početka Industrijske revolucije.

• Korišćenje resursa: industrijska proizvodnja je povećana 100 puta u toku 20. veka.

• Krčenje šuma: za manje od 200 godina iskrčeno je više od 6 miliona km2 šuma.

• Erozija zemljišta: sedimentni nanosi prouzrokovani erozijom zemljišta povećani su 3 puta u velikim i 8 puta u basenima malih reka, koje se intenzivno koriste, u poslednjih 200 godina.

• Vodni resursi: U protekla dva veka potrošnja vode skočla je sa 100 na 3600 km3 godišnje.

• Zagađenje vazduha: Ljudska aktivnost od sredine 18. veka udvostručila je koncentraciju metana u atmosferi, povećala koncentarciju CO2 za oko 27%, i ozbiljno oštetila sloj ozona u stratosferi.

• Zagađenje vode: Usled ljudskog delovanja udvostručena je emisija arsena, žive, nikla i vanadijuma, utrostručena emisija cinka. Emisija kadmijuma povećana je 5 puta, a olova osam puta.

Jedan od najznačajnijih problema u pogledu zaštite životne sredine je zagađenje vazduha.

Zagađenje vazduha, uglavnom nevidljivim gasovima, potiče iz fabrika, stambenih objekata, energetskih postrojenja i transportnih sredstava. Gasoviti polutanti raznose



6

se vetrom na velika rastojanja od izvora i mogu prouzrokovati ozbiljna oštećenja životne sredine. Primera radi, procena je da 625 miliona ljudi danas živi u oblastima gde vazduh nije odgovarajućeg kvaliteta i to uglavnom u industrijskim gradovima.

Zagađenje vazduha gasovima koji izazivaju efekat staklene bašte (CO2, NOx i CH4) prema naučnim procenama prouzrokovaće do 2030. rast prosečne temperature od 1.5-4.5 °C, koji će uzrokovati ozbiljne poremećaje, podizanje nivoa mora i pojavu čestih i razornih oluja.

� Nova dimenzija krize životne sredine

Mnogi se pitaju da li je kriza životne sredine zaista toliko ozbiljna? Optimisti

kažu da su i u prošlosti postojale » zastrašujuće priče o životnoj sredini«, ali ljudska vrsta još uvek opstaje. Međutim, zaboravlja se na nekoliko aspekata današnje krize, koji je bitno razlikuju od situacija u prošlosti:

• Globalnost problema: U današnje vreme čovek ima sposobnost da menja životnu sredinu na globalnom nivou. Zagađenja koja se proizvode na jednom mestu vrlo brzo se prenose na široku oblast i postaju opšti problem. Polutanti ne poznaju granice. Nuklearno zagađenje koje je emitovano prilikom nesreće u Černobilu 1986. za manje od nedelju dana proširilo se na celu Evropu.

• Brzo napredovanje problema: Zabrinjavajući je tempo kojim ozbiljni problemi po životnu sredinu napreduju. Stepen promena je sve veći.

• Dugoročnost: Efekti zagađenja ostaće kao problem i za buduće generacije. Toksični hemijski otpad i radioaktivni otpad iz nuklearnih elektrana neće se degradirati ni za 1000 godina.

• Ne poznavanje potpunih efekata: Još uvek nismo sasvim sigurni u to kakva dejstva imaju koji polutanti ni kakve efekte će imati neka čovekova delovanja. Razvijanjem novih tehnologija, kao i nepažljivim korišćenjem postojećih, razvijamo i nove rizike.

� Cilj inženjerstva zžs

Prilikom projektovanja bilo kojeg postrojenja potrebno je u obzir uzeti niz faktora: ekonomskih, tehnoloških, socioloških, zaštite životne sredine i drugih. Prilikom razmatranja postojećih rešenja, planova, ponuđenih tehnologija, lokacija i slično, potrebno je izbalansirati sve fakore i odrediti koja solucija bi sveobuhvatno predstavljala opšti, javni interes. Cilj inženjerstva zaštite životne sredine je u tome da u novim projektima i planovima, kao i u već postojećim postrojenjima i delovanjima, prepozna potencijalne negativne uticaje na životnu sredinu, kao i da ponudi odgovarajuća rešenja. Inženjerstvo zaštite životne sredine bi dakle, trebalo da osigura uključivanje i faktora zaštite životne sredine u projektovanje i planiranje, kao i iznalaženje solucija koje su po životnu sredinu najbezopasnije.

U tom smislu tipični zadaci inženjerstva zaštite životne sredine su: • Ustanovljavanje, analiza i ocena postojećeg stanja. • Primena postupaka prevencije (pollution prevention). • Ponovno korišćenje otpadnih materija (reciklaža-recycling). • Procesno sprečavanje zagađenja (pollutants treatment). • Odlaganje štetnih i opasnih materija (disposal or release) • Predviđanje budućeg ponašanja.



7

� Održivi razvoj Jedan od osnovnih motiva, pri bavljenju problemima zaštite životne sredine je

određivanje održivog razvoja, odnosno odlučivanje o tome da li je »više uvek i bolje«. »More is always better« je zapravo princip koji najčešće favorizuju političari i ekonomisti, a koji ohrabruje donošenje odluka koje uvek uvažavaju samo aspekt ekonomskog rasta. Osnovni problem održivog razvoja sadrži se u tome da eksponencijalni rast tehnologije i populacije, čiji stepen rasta raste u toku vremena, nije praćen dovoljnom količinom dostupnih resursa kao ni produkcijom hrane. Pesimistički nastrojeni naučnici smatraju da će ovakav stepen rasta (naročito populacije i tehnologije), vrlo brzo dovesti do krajnje tačke održivosti, odnosno do granica rasta. Sa takvog stanovišta, čak i ne preduzimanje nikakvih mera u odnosu na postojeće probleme u životnoj sredini, dovelo bi do kolapsa.

Na slici 1. dat je grafički prikaz dosadašnjeg ponašanja relevantnih parametara, koji karakterišu životnu sredinu, kao i prognozu daljeg ponašanja i tačke u dvadeset i prvom veku, kada će nedostatak resursa dovesti do pada industrijske proizvodnje, ograničenog snabdevanja hranom i značajnog pada u brojnosti ljudske populacije usled zagađenja, bolesti i stresa.

Slika 1. Granice rasta: Predviđanja o globalnoj populaciji, zagađenju i resursima Pojedini naučnici smatraju da su postojeći resursi sasvim dovoljni za naredni vek

i da je ovakav tempo eksploatacije održiv, uključujući i probleme povezane sa njihovom eksploatacijom (formiranje otpada, emisija polutanata, zauzimanje zemljišta). Ovakva teorija, naime predpostavlja da će rast populacije i razvitak tehnologije, pored svih negativnih efekata dovesti i do otkrića novih resursa, koji će biti obnovljivi i ekonomični.

Uz ovakve pretpostavke, raspodela prirodnih resursa prema dostupnosti i

ekonomičnosti data je na slici 2.



8

Otkriveni resursi Neotkriveni resursi

Dokazani resursi Hipotetički resursi

Resursi do kojih je nemoguće dopreti

Poznati resursi ( ali nije poznata njihova količina) Obnovljivi resursi (nije izvesna njihova ekonomičnost u bliskoj budućnosti) Resursi koji postoje, ali ih je sadašnjom tehnologijom nemoguće otkriti

Visok stepen geološke sigurnosti Nizak

Slika 2. Raspodela prirodnih resursa prema dostupnosti i ekonomičnosti

� Interdisciplinarnost i globalnost Problemi koji se tiču zaštite okoline su kompleksni, međusobno povezani i

uslovljeni. Za njihovo sagledavanje i rešavanje potrebni su značajni naučno-istraživački napori i brojna originalna tehnološka rešenja. Zaštita životne sredine je jedna vrlo široka disciplina, koja zadire u praktično sve pore ljudske delatnosti. Obim problema u životnoj sredini prerastao je od lokalnih i regionalnih ka globalnim problemima. U skladu se tim je i pristup rešavanju od specifičnog proučavanja samo jednog vida problema i to od strane svake naučne discipline posebno, prerastao u multidisciplinari i interdisciplinarni istraživački program.

Do pre nekoliko godina na zagađenje se gledalo sa lokalnog stanovišta, odnosno razmatralo se samo neposredno zagađenje vazduha, vode, zemlje itd. Globalni efekti su se zanemarivali. Danas, međutim svi problemi zaštite životne sredine se posmatraju globalno. Pokazalo se, naime, da se na vrlo velikim rastojanjima od izvora koji vrše zagađenje, javljaju globalni, negativni efekti. Najpoznatiji takvi efekti su: pojava »kiselih kiša«, promena klime, zagađenje mora i razaranje ozonskog omotača.

Pojedini problemi zaštite životne sredine ne mogu biti u kompetenciji samo pojedinih zemalja, jer su globalnog karaktera i zahtevaju rešavanje na međunarodnom nivou, jer utiču na uslove života u mnogim regionima, zemljama i kontinentima. Iz tog razloga potrebna je saradnja na međunarodnom nivou, standardizacija kriterijuma i mera predostrožnosti u pogledu zžs.

Današnja dva najveća internacionalna globalna istraživačka programa su International Geosphere-Biosphere Programme (IGBP) i Human Dimension of Global Change Programme (IGBP).

stepen ekonomičnosti



9

OSNOVNI POJMOVI OPŠTEG INŽENJERSTVA OKRUŽENJA

� Pojam sistema

Termin sistem se široko upotrebljava na veoma različite načine. Ponekad se pod sistemom podrazumeva birokratska i politička struktura koja upravlja društvom. Kompjuterski specijalisti govore o kompjuterskom sistemu, koji obuhvataju hadver i softver. Postoje socijalni sistemi, koji uključuju grupe različitih veličina uključujući porodicu i zajednicu. Menadžeri koriste sisteme proračunavanja, postoje sistemi puteva i sl. Kako se sistem definiše, dakle, u mnogome zavisi od tipa problematike koja se izučava.

U smislu u kojem ga podrazumeva inženjerstvo zaštite životne sredine, sistem se definiše kao skup komponenti, koje zajedno učestvuju u obavljanju neke funkcije. Ovakva definicija naglašava tri značajne osobine sistema:

1. Sistem se sastoji od komponenata. 2. Delovi sistema funkcionišu zajedno. 3. Ceo sistem funkcioniše sa nekim ciljem.

Iz prve osobine sistema može se zaključiti da se sistem može proučavati iz

različitih perspektiva. Naime, može se posmatrati ceo sistem bez posebnog razmatranja njegovih pojedinačnih delova. Sa druge strane može se posmatrati koje komponenete su prisutne u sistemu i kako one funkionišu. Ova osobina takođe ukazuje na mogućnost postojanja kretanja i dinamike unutar sistema.

Činjenica da ovi pojedinačni delovi u okviru sistema funkcionišu zajedno, ukazuje na očigledno postojanje struktura koje povezuju različite komponente. To takođe ukazuje na međusobnu uslovljenost, tako da promene u okviru jednog dela sistema mogu biti uzrok promena u drugom delu sistema.

Osobina funkcionisanja sa nekim ciljem ukazuje na to da sistem nije besmislena grupa komponenata, već skupina sa nekim ciljem.

Sistemi u životnoj sredini uključuju žive i nežive komponente, koje interaguju i kreiraju svet oko nas.

� Granice sistema

Svaki sistem funkcioniše u okviru granica koje se mogu identifikovati i definisati.

Granice sistema definišu oblast u okviru koje pojedine komponente sistema interaguju i stoga definišu prostiranje sistema i načine na koji su sistemi povezani.

Sistemi u okviru zaštite životne sredine su fizički sistemi sa fizičkim granicama. Neke granice su oštre, kao na primer obale okeana ili jezera, koje određuju granicu između akvatičnih (vodenih) i terestrijalnih (zemljanih) sistema. Druge garanice su manje oštre i pokretljive, kao što je na primer granica oblasti sa vegetacijom i pustinjske oblasti. � Razmena energije i materije kroz granice sistema

Granice sistema nisu značajne samo za definisanje samog sistema, već i za

definisanje tipa kojem dati sistem pripada. Na primer, neki sistemi imaju ulazne i



10

izlazne tokove materije i/ili energije i iz tog razloga osećaju uticaj drugih sistema i utiču na druge sisteme.

Na osnovu ovog kriterijuma postoje tri grupe sistema (Slika 1): 1. Izolovani sistemi 2. Zatvoreni sistemi 3. Otvoreni sistemi

izolovani zatvoreni otvoreni Tok energije Tok materije Granica sistema Okolina

Slika 1. Izolovani, zatvoreni i otvoreni sistem.

Izolovani sistemi su oni sistemi,koji nemaju ni razmenu energije ni razmenu materije kroz granice sistema. Takvi sistemi su veoma retki u prirodi i javljaju se pretežno u laboratorijskim eksperimentima pod strogo kontrolisanim uslovima.

Zatvoreni sistemi su sistemi koji mogu da razmenjuju energiju, ali ne mogu da

razmenjuju materiju sa okolinom. Ovi sistemi su češće javljaju od izolovanih sistema. Na primer, globalni ciklus kruženja vode je zatvoreni sistem, jer u njemu postoji fiksni iznos materije, a cirkulacija vode se održava pomoću energije Sunca, znači pomoću energije, koja dolazi iz okoline sistema.

Otvoreni sistemi slobodno razmenjuju materiju i energiju sa okolinom, kroz

granice sistema. Većina sistema koji se razmatraju u okviru zaštite životne sredine su upravo otvoreni sistemi.

� Planeta Zemlja kao sistem

Zemlja sama predstavlja jedan integrisani sistem, ali je vrlo korisno identifikovati

njena četiri podsistema. Ova četiri podsistema svakako mogu predstavljati sisteme za sebe. Svi ovi sistemi su čvrsto povezani, reaguju jedni na druge kao i na tokove materije i energije kroz sveobuhvatni sistem Zemlje.

Četiri glavna sistema za pitanja zaštite životne sredine su: 1. Litosfera, koju čine stene i minerali, koji formiraju samo »telo« Zemlje. 2. Atmosfera, odnosno sloj vazduha, koji okružuje površinu Zemlje. 3. Hidrosfera, koju čine voda na površini i u blizini površine Zemlje. 4. Biosfera, koja predstavlja skup živih organizama, čiji je deo i ljudska

populacija.



11

Ako bi planeta Zemlja bila nenaseljena, mogli bi smo samostalno razmatrati prirodne procese i strukture koje omogućavaju da sistem životne sredine funkcioniše.Međutim, znajući dugu istoriju upotrebe i zloupotrebe životne sredine od strane čoveka, uticaj čoveka na životnu sredinu se ne može zanemariti. Ovo uzrokuje veću kompleksnost, jer je vrlo često teško zaključiti koje su promene »prirodne«, a koje su »indukovane« ljudskim delovanjem. Promene u životnoj sredini su sve češće i sve više kombinacija ove dve vrste delovanja.

Pravilno razumevanje sistema životne sredine mora uzeti u obzir i složenu interakciju između Zemlje kao sistema i ljudske populacije. Neke od ovih interakcija su fizičkog karaktera, kao što su postavljanja različitih struktura (puteva, gradova, brana za odbranu od poplava itd.), kao i iskorišćavanje Zemljinih prirodnih resursa. Ljudski uticaj je takođe evidentan i kroz menadžment u zaštiti životne sredine, kao i kroz institucionalne i organizacione strukture, koje održavaju moderno društvo.

� Tokovi, ciklusi i strukture sistema životne sredine

Većina sistema životne sredine su otvoreni sistemi i za njihovo opisivanje

potrebno je poznavanje tokova energije i materije. Ovi tokovi, koji čine dinamiku sistema, posledica su zajedničkog funkcionisanja delova sistema. Oni određuju karakter sistema, sposobnost sistema da se menja i prilagođava, kao i način na koji ovaj sistem interaguje sa ostalim sistemima. Dimnamika sistema je, generalno jako uslovljena nizom faktora, koji deluju izvan granica posmatranog sistema. Na primer, energija koja dolazi sa Sunca održava energijski sistem Zemlje, kiša iznad Istočne Afrike obezbeđuje vodu u reci Nil, a talasi na okeanu određuju procese erozije obala i procese sedimentacije.

� Struktura otvorenog sistema životne sredine

Osnovni cilj prilikom proučavanja životne sredine kao sistema jeste određivanje

glavnih komponenti, njihovo posmatranje i, ukoliko je moguće, njihovo merenje. Osnovnu strukturu otvorenog sistema životne sredine čine četiri ključna dela:

1. Ulazi, koji unose materiju i energiju kroz granice sistema 2. Izlazi, koji iznose materiju i energiju kroz granice sistema 3. Tokovi, koji nose materiju i energiju kroz posmatrani sistem 4. Deponije, koje predstavljaju oblasti unutar sistema u kojima se energija i

materija mogu deponovati u različitim periodima vremena, pre no što se vrate u tokove.

Struktura sistema određuje kako će delovi sistema funkcionisati kao celina,

odnosno jedan jedinstveni sistem. Svaki deo sistema zavisi od ostalih delova. Promene u jednom delu sistema mogu uzrokovati promena u ostalim delovima.

Zbog protoka energije i materije kroz granice sistema, svi sistemi u životnoj sredini interaguju sa svojom okolinom. To znači da okolina utiče na sistem i sistem na okolinu.

Šematski prikaz grada kao otvorenog sistema, sa njegovim elementima i uticajima, dat je na slici 2.



12

ulaz izlaz energija, hrana, gorivo toplotno zagađenje

voda čovek čvrst otpad zagađenje izvozna roba

zagađenje vazduha

Slika 2. Grad kao otvoren sistem

� Tokovi energije Energija je fizička veličina, koja se definiše kao sposobnost tela da vrši rad. Energija pokreće sisteme u okviru životne sredine. Postoje različiti tipovi energije

i svaki tip energije se u prisustvu materije može transformisati iz jednog oblika u drugi.

Tipovi energije, koji se javljaju u sistemima životne sredine su sledeći: 1. Hemijska energija, koju poseduju supstance u svojim atomima i

molekulima i koja se oslobađa prilikom odvijanja hemijskih reakcija. 2. Električna energija, koju naelektrisana tela. 3. Toplotna energija, koju poseduje telo usled kretanja njegovih atoma i

molekula (ona je zapravo jedan oblik kinetičke energije). 4. Kinetička energija, koju telo poseduje usled kretanja. 5. Potencijalna energija, koju telo poseduje usled svog položaja u odnosu

na neko drugo telo.

Moguće je odrediti energijske bilanse za mnoge, pogotovo sisteme u životnoj sredini. Proučavanje načina na koji neki sistem dobija, deponuje, koristi i otpušta energiju, daje mnogo informacija o tome kako posmatrani sistem funkcioniše i kako su komponente sistema međusobno povezane. Određivanje kako se u konkretnom sistemu menja energija u toku vremena, predstavlja važan korak u određivanju stabilnosti i promena datog sistema.

Transformacije energije u okviru nekog sistema određene su pomoću prva dva

zakona termodinamike.

čovek

otpad

domaćinstva,proizvodnja

sistem



13

I zakon termodinamike: U sistemu u kome je masa stalna, energija se ne može ni stvoriti ni uništiti; ona se može samo transformisati iz jednog oblika u drugi. II zakon termodinamike: Ukupna dovedena energija nekom sistemu troši se

na izvršeni rad i povećanje unutrašnje energije sistema.

Zemlja sama je jedan kompleksan otvoren sistem, koji dobija energiju od dva izvora, jednog unutrašnjeg i jednog spoljašnjeg. Spoljašnji izvor energije je Sunčeva energija, a unutrašnji je toplota generisana raspadom radioaktivnih elemenata u unutrašnjosti Zemlje. Ovi izvori obezbeđuju relativno konstantan i stabilan dotok energije, koji pokreće praktično sve sisteme na Zemlji.

� Tokovi materije

Iako sistemi u životnoj sredini imaju beskonačan izvor energije (solarnu energiju),

oni imaju konačne i ograničene izvore materije (kao što su npr. voda ili ugljenik). Međutim, za razliku od energije, materija unutar nekog sistema se može koristiti više puta, odnosno može se reciklirati. To podrazumeva postojanje materijalnih tokova koji transformišu i distribuiraju materiju tako da ona ostaje dostupna za ponovno korišćenje. Ove transformacije koriste energijske tokove sistema.

Tri osnovna tipa materije koja protiče kroz sisteme su: 1. Voda 2. Hranljive materije (nutricijenti) 3. Sedimenti

Voda je integrativna supstanca sistema životne sredine, koja povezuje sve sisteme na Zemlji i igra značajnu ulogu u većini fizičkih, hemijskih i bioloških procesa u okviru životne sredine. Iz toga proističe i značaj ciklusa vode i hidrosfere.

Hranljive materije odezbeđuju energiju (hranu) potrebnu za opstanak živih

organizama. Najpotrebniji hemijski elementi, u tom smislu, su: kiseonik (O), vodonik (H), ugljenik (C), natrijum (Na), fosfor (P), kalijum (K), kalcijum (Ca), magnezijum (Mg) i sumpor (S). Ovi elementi kruže posredstvom biogeohemijskih ciklusa, između litosfere, atmosfere, hidrosfere i biosfere.

Sve ostale materije, koje postoje, a koje nisu potrebne živim organizmima

neposredno, kao hrana, spadaju u sedimente.

Materija se kroz sisteme transportuje, u opštem slučaju, različitom brzinom, a ta brzina ima veoma veliki značaj za ljudsku populaciju. Primera radi, od brzine transporta polutanata (štetnih materija) kroz vodu i vazduh, zavisiće koncentracija polutanata u datoj sredini i srazmerno sa tim, rizici po zdravlje ljudske populacije, kao i interakcija sa drugim sistemima. Brzina i način transporta , kao i reciklaža materije, moraju se uzeti u obzir prilikom donošenja odluka o deponovanju otpadnih materijala. Ovo je naročito značajno kada su u pitanju toksični i nuklearni otpad, koji imaju veoma negativan uticaj na životnu okolinu i kod kojeg je potrebno deponovanje koje bi bilo sigurno za dug vremenski period.



14

� Ravnotežno stanje

Ravnotežno stanje nekog sistema predstavlja stanje balansa između sistema i njegove okoline. Ako u nekom sistemu ne postoji ravnoteža, ili ako se sistem izvede iz stanja ravnoteže, prirodna stabilnost posmatranog sistema se gubi i u skladu sa tim može doći do nepredviđenih promena i poremećaja unutar sistema.

Postoje dva različita tipa ravnotežnih stanja i to su: 1. Stanje stacionarne ravnoteže 2. Stanje dinamičke ravnoteže

U stanju stacionarne ravnoteže, bilans energije na ulazu i na izlazu iz sistema je konstantan u toku vremena i ne postoji promena iznosa energije koji ostaje unutar sistema.

Ovo stanje opisuje stabilne, otvorene sisteme. Stanje dinamičke ravnoteže opisuje otvorene sisteme, koji ostaju stabilni u toku

dugih perioda vremena i koji imaju sposobnost da se adaptiraju na promene spoljašnjih uslova. Uobičajeno je da se i ovakva stanja ravnoteže mogu održavati samo ako promene spoljašnjih uslova nisu ekstremno brze.

Mnogi sistemi u životnoj sredini nalaze su upravo u stanju dinamičke ravnoteže, što znači da imaju sposobnost adaptacije u toku dugih vremenskih intervala. Najveći deo zabrinutosti oko uticaja čoveka na životnu sredinu ne proističe iz činjenice da uticaj postoji, već upravo brzina kojim se sistemske ravnoteže narušavaju. To dovodi do pojave neželjenih i nepredvidivih efekata.



15

KRUŽENJE VODE I GLOBALNI CIKLUSI NEKIH HEMIJSKIH ELEMENATA

Dostupnost i transfer različitih hemijskih elemenata u životnoj sredini, su ključni faktori, koji utiču na život na Zemlji. Svi elementi od kojih zavisi život na Zemlji uključeni su u cikluse velikog obima, koji uključuju zemljište, vodu, vazduh, minerale i žive organizme. Podsistem u okviru Zemlje kao sistema, koji je odgovoran za transfere i deponovanje ovih elemenata, predstavlja jedan niz međusobno povezanih i međusobno zavisnih, dobro izbalansiranih ciklusa. Biogeohemijski ciklusi funkcionišu na globalnom nivou, a nijhov podsistem, koji predstavlja ciklus elemenata neophodnih za žive organizme, predstavlja biogeohemijski ciklus nutricijenata. � Kruženje vode

Od ukupne površine planete Zemlje, koja iznosi 510 miliona km2, mora i okeani

zauzimaju 70.84%, a slatke vode tj. reke i jezera još 0.4%. Pored vode koja se nalazi u hidrosferi, procenjuje se da je od ukupne količine vode koja se nalazi na Zemlji, 94.7% u litosferi, vezano za minerale, odnosno nalazi se u njihovoj strukturi kao vezana voda.

Procenjuje se da je ukupna količina vode na Zemlji oko 26.6 triliona tona. Voda mora, okeana, kopna i atmosfere se pod uticajem toplotne enrgije Sunca i

Zemljine teže nalazi u stalnom kruženju. Pojavom života na Zemlji ciklus kruženja vode je postao još složeniji s obzirom na činjenicu da se procesima fizičkog isparavanja priključio još i proces biološkog isparavanja (eveporacija), koji je vezan za životne akivnosti biljaka i životinja. Pojavom čoveka kruženje vode se dodatno usložnjavalo.

Isparavanjem vode sa površine Zemlje u zapremini od oko 525 000 km3 obrazuju se atmosferske vode u obliku vodene pare. Pošto se ohladi u gornjim slojevima atmosfere, vodena para se kondenzuje i formira sitne kapljice ili kristale, koji se pod dejstvom sile gravitacije vraćaju na površinu Zemlje u obliku atmosferskih padavina. Voda koja isparava sa površina mora ili okeana i u vidu atmosferskih padavina se i vraća na njihovu površinu, obrazuje tzv. malo kruženje. U slučaju da atmosferse padavine padnu na površinu kopna, jedan deo dospeva neposredno u reke i jezera, veći deo se, procesom filtracije kroz zemlju, obogaćuje mineralnim i organskim supstancijama i obrazuje podzemne vode. Zajedno sa oticanjem površinskih voda one dospevaju u reke, a odatle se vraćaju u okean. Voda koja isparava sa površine kopna , obrazujući atmosferske vode može takođe u vidu padavina da dospe u okean. Tako se zatvara veliko kruženje vode. Pri tome ukupna količina vode na Zemlji ostaje stalna.

Zahvaljujući kruženju ukupna količina vode na Zemlji se ne menja, pa voda postaje praktično neiscrpna. Upravo u ovome se voda razlikuje od ostalih materija na Zemlji.

Procena je da se pare atmosfere obnavljaje na svakih 10 dana, rečne vode u rečnim koritima na svakih 11 dana, dok se zemljišna vlaga obnavlja godišnje. Najsporije se obnavlja voda u podzemnim vodama, jezerima, močvarama i lednicima. U velikim jezerima proces obnavljanja traje i do 200 godina.

Vodni bilans Zemlje dat je u tabeli 1.



16

Tabela 1. Vodni bilans Zemlje

PROCES ZAPREMINA VODE (km3) UKUPNA POVRŠINA (106 km2) Isparavanje sa površina mora i

okeana 447 900 361

Isparavanje sa površina kopna koja imaju sliv u mora i

okeane 63 000 117

Atmosferske padavine na površinu mora i okena

411 600 361

Atmosferske padavine na površine kontinenta koje imaju

sliv u mora i okeane 99 300 117

Isparavanje sa površine kopna koja nemaju slivove u mora i okeane (bezslivne oblasti)

7 700 32

Atmosferske padavine bezslivnih oblasti

7 700 32

U opštem kruženju vode na Zemlji vodeću ulogu ima malo (okeansko) kruženje, s

obzirom da na kopno dospeva 113 500 km3 ukupnih padavina, a u okeane ostalih 411 600 km3.

Padavine na površini kopna stvaraju resurse površinskih voda i javljaju se kao osnovni izvor nastajanja slatkih voda, koje se većinom nalaze u lednicima (99.2%), jezerima (0.73%), močvarama (0.05%) i ušćima reka.

� Hemijski elementi

Svim organizmima na Zemlji, biljkama, životinjama i čoveku, potreban je veliki broj hemijskih elemenata za život, ali u različitim količinama. Svi hemijski elementi, koji su potrebni živim organizmima su: ugljenik (C), vodonik (H), kiseonik (O), kalcijum (Ca), hlor(Cl), bakar (Cu), gvožđe (Fe), magnezijum (Mg), kalijum (K), natrijum (Na), sumpor (S), male količine aluminijuma (Al), bora (B), broma (Br), hroma (Cr), kobalta (Co), fluora (F), galijuma (Ga), joda (I), mangana (Mn), molibdena (Mo), selena (Se), silicijuma (Si), kalaja (Sn), titana (Ti), vanadijuma (V) i cinka (Zn).

Žive ćelije sastoje se uglavnom od ugljenika, vodonika i kiseonika, pa su stoga potrebne velike količine ovih elemenata. Međutim, iako su količine ostalih navedenih elemenata male, nijhovo postojanje je od jednako velikog zanačaja za postojanje i održavanje života.

� Kružni tokovi

Globalni ciklusi baziraju se na kružnim tokovima elemenata kroz organizme i

njihovu okolinu. Tok materije kroz životnu sredinu je cikličan zbog ograničenih izvora i relativno konstantne forme pojedinačnih elemenata.

Individualni ciklusi mogu biti definisati za svaki element ponaosob, ali svi ovi ciklusi imaju istu formu, odnosno svi se sastoje od dve komponente:



17

1. Neorganske komponente ( koje uključuju abiotičke ili nežive delove žiotne sredine)

2. Organske komponente ( koje uključuju biljke, životinje, čoveka,

nijhove fizičke i hemijske interakcije)

Biljke uzimaju hemijske elemente u obliku rastvora, putem korenske osmoze, iz zemljišta i preko biohemijskih procesa ih transformišu u oblik, koji mogu da iskoriste za sopstveni rast. Elementi se iz biljak mogu osloboditi na različite načine. Ako se pojedini delovi biljke odvoje od same jedinke (kao što je opadanje lišća u toku jeseni), oni bivaju razloženi putem delovanja bakterija u zemlji. Ovakvo razlaganje dovodi do oslobađanja organskih komponenata, u principu u rastvorljivoj, neorganskoj formi, koji onda mogu biti deponovani u zemlji ili nekom drugom rezervoaru (deponiji). Isto se daešava kada cela biljka ugine.

Ako dođe do sagorevanja vegetacije, koja može biti uzrokovana prirodnim

zagrevanjem, slučajnim ili namernim spaljivanjem od strane čoveka, dolazi do emisije elemenata u vidu gasova, dima i pepela.

Posredstvom lanaca ishrane značajnu ulogu u ciklusima elemenata imaju i

životinje i čovek. Biljojedi koriste elemente iz biljaka, mesojedi iz biljojeda, a svaki od pripadnika ovih klasa oslobađaju elemente u toku svog životnog ciklusa i naravno prilikom razlaganja samog organizma nakon njegove smrti. � Globalni ciklus ugljenika u prirodi

Globalni ciklus ugljenika tesno povezuje litosferu, hidrosferu, atmosferu i

biosferu. Osnovni izvor ugljenika u prirodi je CO2 iz vazduha, ugljenik u živim i mrtvim organizmima, ugljenik koji sa nalazi u hidrosferi, karbonati u litosferi i redukovani ugljenik u fosilnim gorivima.

Biljke uzimaju ugljen-dioksid direktno iz vazduha. One ga transformišu u procesu fotosinteze u ugljenehidrate, koje mogu da koriste životinje i čovek i na taj način ga dalje transportuju kroz lance ishrane. Kao produkt fotosinteze nastaje i kiseonik, koji biljke vraćaju u atmosferu i na taj način predstavljaju prirodne prečišćivače vazduha. Biljojedi jedu biljke, mesojedi jedu biljojede. Ugljenikova jedinjenja se razlažu u telu životinja, u toku disanja. Oslobađa se energija i stvara se ugljen dioksid.

Ugljen dioksid se oslobađa u atmosferu prilikom disanja životinja i čoveka , kao i prilikom raspadanja organskog otpada i mrtvih organizama. Ugljen dioksid se u atmosferu otpušta i prilikom sagorevanja vegetacije.

Atmosferski CO2 je rastvorljiv u vodi i stoga može direktno preći u rastvoreno

stanje i formirati ugljenu kiselinu H2CO3. Ova kiselina se može raspasti na vodonikov jon H+ i bikarbonatni jon HCO-3, koji se dalje raspada na vodonikov jon i karbonat CO-3. Karbonatni jon može da reaguje sa pozitivnim jonima i da gradi soli. Neke od ovih soli, kao na primer kalcijum-karbonat CaCO3 su nerastvorljive. Kalcijum karbonat, koji se na ovakav način formira u okeanima koriste životinje i neki jednoćelijski organizmi. Kalcijum karbonat se u plitkim vodama taloži, a u vodama dubljim od 4000 m se rastvara, jer su temperature vode niže i voda je na tim dubinama zasićena ugljen-dioksidom. Ako se kalcijum-karbonat koji se taloži u



18

plitkim vodama transformiše se u sedimentne stene, ugljenik je u njima deponovan, dok ne dođe do njegovog hemijskog ispiranja.

Zemljište takođe predstavlja značajan izvor ugljenika. U zemljištu se nalazi oko

dva puta više ugljenika nego u atmosferi i oko tri puta više nego u biljkama. Osnovne reakcija, značajne za ciklus ugljenik, koje se odvijaju u prirodi su

sledeće:

rastvaranje CO2(g) CO2(aq) degasifikacija CO2 + H2O fiksacija ugljenika u biljkama +O2 CO2 + H2O disanje kod životinja +O2

CO2(aq) + H2O H+(aq) + HCO

-3(aq) 2H

+(aq) + CO3

2-

CaCO3 Ca2+(aq) + CO

2-3(aq)

Prva hemijska reakcija predstavlja proces rastvaranja ugljen-dioksida, druga

proces fotosinteze, a treća proces disanja kod životinja i čoveka. Četvrta hemijska reakcija pokazuje stvaranje najrasprostranjenije kiseline u

prirodi, tj. ugljene kiseline i njeno razlaganje na jone. Poslednja reakcija predstavlja formiranje soli iz ovih jona. U poslednje vreme čovek je narušio odnos sadržaja CO2 u vazduhu i vodi i

karbonata u prirodi. Posledice koje će usled toga da nastupe još uvek se ne mogu u potpunosti predvideti.

Slikoviti prikaz ciklusa ugljenika dat je na slici 1.

Slika 1. Globalni ciklus ugljenika.



19

� Globalni ciklus sumpora u prirodi

Sumpor je esencijalni elemenat za živi svet. U prirodi ovaj elemenat je uključen u veoma složen biogeohemijski ciklus, što je posledica mogućnosti sumpora da se pojavljuje u više oksidacionih stanja i da se sa lakoćom prevodi iz jednog u drugo stanje.

Jedan od izvora sumpora u prirodi jesu vulkani. Iako se kod većine vulkana

erupcije javljaju u nepravilnim vremenskim intervalima i prilikom njih se oslobađa mala količina sumpora, kada se erupcije dogode one dovode do iznenednog povećanja koncentracije sumpora u atmosferi. Nakon emisije u atmosferu sumpor se transportuje pomoću struja vetra i atmosferskih cirkulacija.

Okeani takođe igaraju značajnu ulogu u ciklusu sumpora. Nekoliko vrsta

fitoplanktona proizvode dimetil-sulfid (DMS), koji se u velikoj meri razlaže u vodi. Mežutim izvestan deo ovako proizvedenog DMS-a odlazi u atmosferu gde biva oksidisan u sumpor-dioksid (SO2) i sulfatni aerosol. Ovaj proces ima uticaj na kontrolu kiselih kiša u mnogim priobalnim oblastima. Sulfatni aerosol može da se ponaša kao centar kondenzacije, dovede do pojave oblaka, što dodatno komplikuje situaciju.

Slikovit prikaz ciklusa sumpora dat je na slici 2.

Slika 2. Globalni ciklus sumpora.



20

� Globalni ciklus azota u prirodi

Globalni ciklus azota obuhvata cirkulaciju ovog elemenata kroz biosferu. U poređenju sa drugim najvažnijim biogeohemijskim ciklusima ovaj ciklus je relativno brz i veoma kompleksan.

Atmosfera se sastoji uglavnom od azota N2, koji je hemijski neaktivan, što znači da ga biljke ne mogu direktno koristiti. Određena količina azota u atmosferi biva oksidovana uz pomoć svetlosne energije i nakon toga rastvorena u kišnim kapima, gradeći nitratnu kiselinu HNO3.

Više od 90% azota u zemljištu je biološki vezano. Azotni gas (N) koriste bakterije i prevode ga u amonijak. Neorganski nitrat, koji se nalazi u obliku oksida NO3 i amonijaka u zemji, apsorbuje se od strane biljaka i transformiše u organske komponente u tkivima biljaka. Deo ovog azota ishranom unose biljojedi, koji koriste azot u obliku amino kiselina, iz kojih sintetišu proteine. Deo azota se ransportuje u formi proteina do mesojeda, koji se hrane biljojedima. Azot se na kraju vraća u zemljište, kao otpadni produkt životnog ciklusa (u vidu urina i izmeta) i nakon smrti i razlaganja organizma. Bakterije transformišu organski azot u amonijak NH3 ili amonijum NH4. Druge bakterije prevode azot u NO2, a zatim u NO3, koje mogu da koriste biljke.

Deo azota i amonijuma koji ne apsorbuju biljke, spira se iz zemljišta i dospeva u podzemne ili površinske vode, gde predstavlja hranljivu materiju za akvatične organizme. Deo azota se deponuje, nakon transformacije, u obliku sedimentnih stena, koji se lako mogu rastvaranjem ponovo vratiti u vodu. Nakon što je oslobođen amonijum brzo isparava u atmosferu, odakle se rastvara u kišnim kapima i vraća na zemlju.

Specifične bakterije kompletiraju ciklus, prevodeći nitrate u nitrite, nitrite u amonijak i nitrate u gasoviti azot ili azotne okside.

Globalni ciklus azota dat je na slici 3.

Slika3.Šema globalnog ciklusa azota



21

MEĐUUTICAJ CIVILIZACIJE I ŽIVOTNOG OKRUŽENJA

Intenziviranje industrijske i poljoprivredne delatnosti čoveka, demografska ekspanzija i rastući saobraćaj sve više i sve negativnije ordažavaju se na kvalitet životne sredine. Čovekovim delovanjem dolazi do emisije otpadnih materija u sva tri agregatna stanja, koji iz industrijskih, energetskih ili komunalnih postrojenja direktno ili indirektno dospevaju u atmosferu, hidrosferu, litosferu i biosferu, dakle u sve podsisteme planete Zemlje. � Razvitak gradova

Grad predstavlja jedan veoma složen sistem, čija se funkcija održava zahvaljujući ljudskom delovanju i konstantnom unošenju velike količine energije u vidu hrane i goriva, za njegovo održavanje.

Urbanizacija, odnosno razvitak gradova i porast gradskog stanovništva, stvara

mnoge probleme u pogledu životne sredine, koje gradovi teško rešavaju. Često se oko gradova formiraju nova naselja, koja se brzo sa njima stapaju. Pri

tome, po pravilu nije planirano, ili nije kompletno i dobro rešeno stvaranje novih delova urbane sredine. Mnogi gradovi u svetu se izgrađuju i razvijaju po principima koje mahom diktiraju politički, ekonomski i demografski principi, a briga za zaštitu okoline ostaje u drugom planu. Zbog takvog sistema planiranja javljaju se mnogi problemi u izgradnji i funkcionisanju gradova.

Ljudi koji žive u ruralnim sredinama imaju tendenciju migracije u gradske sredine, jer gradovi pružaju bolju mogućnost školovanja, zaposlenja, zabave i veću ekonomsku sigurnost. Veliki je priliv nekvalifikovane radne snage u gradove, a u njima, naprotiv, postoji potreba za stručnim i kvalifikovanim kadrovima. Iz tog nesklada proizilaze konflikti, koji su naprimer, vrlo izraženi u gradovima SAD-a i velikim gradovima zapadne Evrope. Tu spadaju rasni problemi, visok porast kriminala, velike razlike u standardu itd.

Zbog eksplozivnog rasta broja stanovnika u gradovima, kao i samih urbanih

sredina dovodi do komunalnog kolapsa, u smislu nemogućnosti dovoljno brzog razvoja komunalne infrastrukture.

U gradovima se javljaju i vrlo su izraženi problemi uslova života. U gradskim

sredinama su najizraženiji zagađenje vazduha, visok nivo buke i smanjenje zelenih površina. Zbog povećanja broja motornih vozila u najprometnijim saobraćajnicama dolazi do visokog stepena zagađenja. Naime, u procesu sagorevanja benzina u automobilskim motorima, kao produkt se izdvaja ugljen-monoksid (CO), otrovni gas, čije koncentracije na pojedinim raskrsnicama u okviru gradova postaju alarmantne.

U gradovima postoje razvijene industrije, koje u životnu okolinu ispuštaju određenu količinu otpadnih materija. Između stepena razvijenosti industrije i protoka zagađujućih supstanci postoji direktna veza: što je industrija razvijenija to ona u okolinu ispušta veće količine polutanata. Razvijene industrije takođe troše i više energije, pa se javlja potreba za većom eksploatacijom prirodnih resursa.



22

Zbog sve većeg zagađivanja životne sredine, u gradskim oblastima dolazi i do postepene izmene klime. Prosečna temperatura u gradovima je za 1°C do 2°C veća, a prosečna vlažnost vazduha za 4% do 6% manja, nego u okolini gradova. Ovo je posledica činjenice da površine kuća i zgrada u okviru gradova apsorbuju velike količine sunčeve toplotne energije, kao i dodatnog termalnog opterećenja atmosfere usled postojanja velikog broja industrijskih postrojenja i ložišta centralnog grejanja.

U gradovima je oblačnost za 10% viša nego u okolnim oblastima, a pojava magle

češća za 30% do 100%, usled mnogo veće koncentracije čvrstih čestica u atmosferi. Iz istog razloga taloženje krutih čestica je za 10% veće u gradovima, a količina Sunčeve svetlosti je za 15% manja. Nad njima pada veća količina atmosferskih padavina, od čega je jedina korist to što se atmosfera iznad gradova za nekoliko sati oslobodi od krutih čestica.

U manjim gradovima ima za 10% do 20% zelenih površina, koje se vremenom

sve više smanjuju, jer se na njima izgrađuju objekti, koji su neophodni za funkcionisanje grada.

Zbog velikog broja motornih vozila i gustog saobraćaja u gradovima vlada velika

buka. Intenzitet buke, koji se meri u decibelima iznosi na nekim mestima čak 95 do 100 decibela. Intenzivna buka deluje na cirkulaciju krvi, pa buka dovodi do povišenja krvnog pritiska i poremećaja u funkcionisanju vegetativnog nervnog sistema. Intenzivna buka od preko 95 decibela izaziva gluvoću kod čoveka. Buka je propratna pojava avionskog saobraćaja, a na aerodromskim pistama njen intenzitet može dostići i do 120-150 dB.

Ceo razvijeni svet primećuje da u poslednjim decenijama nagli razvitak gradova

dovodi do ozbiljnih poremećaja u zdravlju ljudi i stvara sve više ekonomskih i socijalnih problema. Planiranom urbanom i ekološkom politikom gradovi bi morali postati sredine sa manjim zagađenjem okoline i boljim uslovima za život. Lep primer mogućnosti poboljšanja kvaliteta života u gradovima je London u kome su magla i smog više nego značajno smanjeni od kada je izbačena upotreba uglja kao goriva.

U gradovima treba širiti zelene površine, smanjiti broj privatnih automobila u

korist efikasnijih gradskih prevoznih sredstava kao što su podzemna železnica i tramvaji, koji ne zagađuju životnu sredinu. Pored toga, zakonski bi trebalo regulisati rad industrijskih postrojenja. Industrija mora uvoditi nove, čiste tehnologije, unapređivati postojeće, a prilikom uređivanja i organizovanja gradova treba naći ravnotežu između životne okoline i produkata ljudske aktivnosti. � Demografska eksplozija

Samo 25% površine Zemljine kugle je kopno. Od tog dela ljudi naseljavaju oko

80% kopnene površine, jer je ostalih 20% nepovoljno za život. Ovo se naročito odnosi na pustinjske i polarne oblasti, mada napredak nauke i tehnike dovodi do poboljšavanja uslova života u ovim područjima i njihovog prilagođavanja ljudskom življenju.

Još je u XVIII veku, engleski ekonomista Thomas Malthus upozoravao je na brz

rast ljudske populacije. On je predvideo disproporciju između ljudskog rasta i njene



23

mogućnosti da preživi. Prema Malthusovoj teoriji faktori životne okoline ograničavaju rast svake poplacije uključujući i ljudsku. Bez obzira na to koliko će se usavršiti naučne metode, kojima se povećava proizvodnja hrane i ostalih ljudskih dobara, na Zemlji može živeti velik, ali ipak ograničen broj ljudi.

Količina hrane predstavlja prvi ograničavajući faktor rasta ljudske populacije.

Malthus je predpostavio da će stalni ratovi, bolesti i prirodne katastrofe donekle usporiti rast ljudske populacije. Iako je posle postavljanja ove teorije, odnosno u poslednjih 200 godina, na zemlji bilo mnogo ratova i prirodnih katatrofa, rast ljudske populacije na Zemlji nije usporen. Naprotiv, ljudska vrta se umnožava geometrijskom progresijom, odnosno zavisnost broja stanovnika od vremena se može prikazati eksponencijalnom funkcijom. Na slici 1. data je zavisnost broja stanovnika na Zemlji u funkciji godine.

Slika 1. Kriva rasta ljudske populacije do 2000. godine

Povećanje broja stanovnika u pojedinim periodima razvitka ljudskog društva dato

je u tabeli 1.

Tabela1. Rast ljudske populacije

GODINA PROCENA SVETSKE

POPULACIJE VREME POTREBNO DA SE UDVOSTRUČI

8000 p.n.e. 5 miliona - 1350 500 miliona 1500 godina 1850 1 milijarda 200 godina 1930 2 milijarde 80 godina 1970 2.4 milijarde 45 godina 1975 4 milijarde 37 godina 2000 6 milijardi 35 godina 2200 150 milijardi -

U starom veku nije živelo mnogo ljudi, a i njih su desetkovali ratovi, glad, bolest

i druge nepogode. Broj ljudi u starom veku zavisio je od stepena razvijenosti



24

poljoprivrede, pa su se razvijene nacije, kao što su Egipćani, Kinezi, Hindusi i Vavilonci, koncentrisale u plodnim dolinama na obalama velikih reka.

U srednjem veku stalni ratovi i bolesti smanjivali su porast ljudske populacije.

Tako je u XIV veku od kuge umrlo 25% evropskog stanovništva.

Veliki porast ljudske populacije počinje između 1850. i 1930. godine. Tada su ljudi počeli menjati svoju okolinu. Počela je industrijska revolucija, intenzivno se naseljavaju ovi kontinenti (obe Amerike i Australija), povećana je proizvodnja hrane i poboljšane su higijenske i medicinske prilike. Kao posledica toga došlo je da smanjenja smrtnosti, naročito kod dece i produžetka životnog veka ljudi. Tako je u X veku životni vek čoveka bio 22-24 godine, a u XVIII veku je već povećana na 30-33 godine.

Nakon toga porast ljudske populacije je bio još brži i 80% njenog ukupnog

povećanja desilo se u poslednja dva veka. Danas se broj ljudi na Zemlji povećava za 2% godišnje, što bi značilo da će, ako

tendencija rasta ostane ista u narednom periodu, broj ljudi na Zemlji 2200. godine biti 150 milijardi. Ako se zna da je još 1979. godine u svetu gladovalo oko 900 miliona ljudi, teško se može poverovati da će takav rast ljudske populacije biti održiv.

Već dvadesetak godina u svetu vlada demografska eksplozija, odnosno

ekstremno brz porast broja stanovnika. Kao posledica naučno-tehnološkog razvoja, smanjena je stopa smrtnosti dece, kao direktna posledica bolje i efikasnije zdravstvene zaštite ljudi, proizvodnje veće količine hrane, automatizacije industrijske proizvodnje, usavršenog transporta i komunikacije među ljudima.

Mnoge zemlje su preduzele niz mera, neke od njih čak vrlo rigoroznih, za

usporavanje demografske eksplozije. Deo sveta koji definitivno nije zahvatila demografska eksplozija jeste Evropa. U

većem delu evropskih zemalja broj stanovnika se sporo povećava, pri čemu ima sve više starih ljudi. Nizak natalitet je društveni problem u nekim zemljama, među kojima su Francuska, Mađarska, Bugarska i nažalost Jugoslavija. Na sniženje nataliteta u Evropi uticao je niz faktora kao što su: planiranje porodice, povišen nivo obrazovanja, bolji ekonomski i društveni položaj žena, bolja ekonomska situacija mladih, kasnije stupanje u brak, premalo dečijih ustanova i međunarodna migracija. � Prehrana stanovništva

Količina hran epredstavlja glavni ograničavajući faktor rasta ljudske populacije na Zemlji. Taj problem je izrazito izražen u zemljama u razvoju. U svetu je sve veća suprotnost između afričkih i azijskih zemalja sa jedne i severnoameričkih i evropskih zemalja sa druge strane. U prvi ima sve više gladnog stanovništva, a u drugima sve više hrane. Problem nije samo u količini hrane koju stanovnici kriznih područja dobijaju, nego i u kvalitetu i kaloričnosti. Tabela 2. prikazuje ove odnose.

Još 1979. godine u svetu je bilo oko 900 milijona gladnih ljudi, od čega je čak 650 milijona bilo u apsolutnoj gladi. Od ovog broja 95% živi u zemljama u razvoju, a od toga čak 65% u južnij Aziji. Najugroženija grupa usled nedostatka hrane su deca, a



25

situacija je otežana i usled različitih infekcija, loših životnih uslova, nestašice zdrave pitke vode i nedostatak medicinske nege.

Tabela 2. Kaloričnost i kvalitet dnevnih obroka hrane u svetu. KALORIJA NA DAN PROTEINI NA DAN/g

Južna Azija 2037 52.4 Severna Amerika 3261 96.6 Zapadna Evropa 3051 88.6 Istočna Evropa 3131 92.9

Zbog eksplozivnog rasta ljudske populacije, proizvodnja hrane se mora vrlo brzo

povećati. Najrealnije je očekivati da će se porast proizvodnje hrane ostvariti na račun iskorišćavanja rezervi hrane,koje ljudi trenutno nedovoljno koriste. Takav jedan potencijal predstavlja more.

Okeani u prirodnim uslovima su veliki proizvođači hrane, ali samo u određenim područjima. Takvo područje je naprimer Island, gde ima mnogo ribe. Inače, riblje meso spada u najkvalitetnije vrste mesa, jer ima visok sadržaj proteina, minerala i nekih vitamina, a malo masti. Dans, međutim, čovek uzima samo prirodne proizvode iz mora i praktično vrlo malo radi na obnavljanju ribljeg fonda. Ako bi se proizvodnja hrane usmerila u ovom pravcu, stvorile bi se vrlo velike količine hrane za ljude.

Prema nekim procenama potencijali proizvodnje hrane na Zemlji su takvi da bi se na Zemlji moglo prehraniti do 43 milijarde ljudi.



26

ATMOSFERA, ZNAČAJNI PARAMETRI ATMOSFERE I MDK ZAGAĐUJUĆIH SUPSTANCI U ATMOSFERI

Atmosfera je najdinamičniji deo globalnog sistema životne sredine, koji vrlo brzo

reaguje na promene spoljašnijh faktora (npr. varijacije Sunčevog zračenja), kao i promene unutrašnjih faktora (npr. razlika pritisaka u atmosferi). Upravo reagovanje atmosfere na promene ovih faktora uzrokuje promene vremenskih prilika, kao i samu klimu. Na taj način atmosfera ima veliki uticaj na sve žive organizme na Zemlji, uključujući i čoveka. � Struktura atmosfere

Atmosfera je gasoviti, nevidljivi sloj oko Zemlje, koja zapravo predstavlja smešu različitih gasova. U satalne sastojke atmosfere spadaju: azot (78.08%), kiseonik (20.95%), argon ( 0.93%), kao i niz plemenitiha gasova, kao što su ksenon, kripton, neon, helijum, radon i ozon, dok u promenljive sastojke spadaju ugljenik-(II)-oksid i vodena para.

Donju granicu atmosfere predstavljapovršina Zemlje, dok se njena gornja granica ne može odrediti.

Polazeći od Zemlje atmosfera se deli na: • Troposferu • Stratosferu • Mezosferu • Termosferu • Egzosferu. Troposfera je najgušći deo atmosfere i u njoj se dešavaju sve meteorološke

promene. Visina troposfere je na ekvatoro oko 17 km, a na polovima 8-10km. Na gornjoj granici troposfere temperatura je od 223K do 183K.

Stratosfera se nalazi između troposfere i njena visina je od 32 do 40km od površine Zemlje. Stratosfera je praktički bez vetrova i oblaka. Na gornjoj granici temperatura stratosfere je 218K.

Iznad stratosfere nalazi se mezosfera, koju karakteriše pad temperature do 188.15K, a na nekim mestima i do 165.15K. U tom sloju pojavljuju se svetleći noćni oblaci i polarna svetlost. Ovo je takođe sloj u kome se, u najvećoj meri, zadržava sloj ozona.

Na slici 1. data je struktura atmosfere. Na slici 2. data je vertikalna distribucija temperature u atmosferi.

� Temperatura u atmosferi

Temperatura predstavlja stepen zagrejanosti, a sama vrednost temperature, kao i

varijacije njenih vrednosti, imaju veliki značaj za ljude i sve sisteme u okviru životne sredine.

Temperatura vazduha je jedan od paremetara vremenskih prilika, koji živi organizmi direktno osećaju. Čovek sam je veoma osetljiv na nivo promena temperature, jer ljudsko telo teži da zadrži toplotu, ako je temperatura vazduha niska, odnosno da oslobodi toplotu, ako je temperatura visoka. Odeća, kao i građevine, proistekli su, primarno, upravo iz čovekove osetljivosti na temperaturu vazduha.



27

U današnje vreme se već uveliko razvijaju tehnologije za veštačko regulisanje temperature vazduha unutar objekata, a sve u cilju što komfornijeg života i uslova rada, kao i posebnih namena, kao što su naprimer čuvanje hrane u frižiderima i zamrzivačima.

Slika 1. Struktura atmosfere

Slika 2.Vertikalna raspodela temperature u atmosferi

Ekstremno velike temperature dovode do velikih promena u ljudskom organizmu: usled perspiracije (znojenja) dolazi do gubitka velike količine vode i hranljivih



28

materija, brzo se javlja zamor, nervoza i vrlo se teško obavljaju i sasvim rutinski poslovi.

Ekstremno niske temperature, takođe utiču na čoveka na različite načine. Ovakve temperature ograničavaju aktivnosti trenutnih posetilaca i stalnih stanovnika hladnih oblasti. U ekstremnim slučajevima polarne zime dovode do hibernacije čoveka i do smanjene osetljivosti.

Jedinice u kojima se izražava temperatura su:

• K- Kelivin • C- Celzijus • F- Farenhajt

U tabeli 1. date su neke karakteristične vrednosti izmerenih temperatura vazduha

na Zemlji.

Tabela 1. Ekstremne vrednost izmerenih temperatura na Zemlji

Tip ekstrema Mesto Temperatura Najviša prosečna godišnja

temperatura Dallol u Etiopiji 34.3 °C

Najviša izmerena temperatura na Zemlji

Al Aziziyah u Libiji 58 °C

Najniža prosečna godišnja temperatura

Polus Nedostupnosti na Antartiku -57.8 °C

Najniža izmerena temperatura na Zemlji

Vostok na Antartiku -88.3 °C

�



29

BUKA KAO SPECIFIČAN VID ZAGAĐENJA

Zvuk predstavlja takvo mehaničko oscilovanje čestica sredine, koje se može registrovati čulom sluha. Buka predstavlja neprijatan ili neželjen zvuk. Iz ovakve definicije proizilazi da jedan konkretan zvuk može za jednu osobu predstavljati buku, a za drugu ne. Međutim postoje zvuci takve jačine da prouzrokuju oštećenja čula sluha i takav zvuk se naziva bukom, bez obzira na svoje ostale karakteristike. Buka se smatra zagađenjem, jer može prouzrokovati neželjene promene čula sluha i psihološke smetnje.

� Nastajanje zvuka i njegovo prenošenje

Zvuk predstavlja mehanički talas, koji prenosi oscilacije sredine, koje su u opsegu frekvencija od 16 Hz do 20 000Hz. Mehanički talasi, koji imaju frekvencije manje od 16 Hz predstavljaju infra zvuk, a oni koji imaju frekvenciju iznad 20 000 Hz-ultra zvuk. Sam izvor zvuka predstavlja uvek neko telo koje je u čvrstom stanju, koje izaziva turbulentno kretanje fluida, naglo širenje gasova ili neki drugi proces. Talasi, koji se rasprostiru od izvora zvuka nazivaju se zvučni talasi. Zvuk spada u tzv. sferni talas, što znači da se oscilacije sredine prenose ravnopravno u svim pravcima, od izvora zvuka.

Najčešće se zvuk prenosi do ljudskog uha putem vazduha, ali je takođe prenosiv i kroz bilo koji gas, tečnost ili čvrsto telo, odnosno kroz bilo koju sredinu gde postoje čestice koje mogu oscilovati. Brzina zvuka u nekoj sredini zavisi od elastičnih svojstava same sredine.

Pored frekvencije, osnovna karakteristika zvuka je intenzitet. Intenzitet zvuka se definiše kao akustična snaga, koja u jedinici vremena prođe

kroz jedinicu površine sredine u kojoj se zvuk prenosi. U praksi se mnogo češće upotrebljava tzv. relativni intenzitet zvuka, koji se

izračunava na osnovu sledeće relacije:

gde je: I –intenzitet zvuka

I0- jedinični intenzitet zvuka, koji se naziva prag čujnost i koji je određen međunarodnom konvencijom i iznosi 10-12 Wm-2.

Jedinica relativnog intenziteta je decibel-dB. Ovakva veličina je uvedena, jer

ljudsko uvo ne može da čuje intenzitete koji su ispod 1 dB, pa relativni intenziteti manji od ove vrednosti nemaju nikakv praktični značaj.

U procesu prenošenja zvuka, dolazi do sabijanja čestica sredine i do stvaranja pritiska, koji je veći od pritiska , koji postoji u sredini, ako se zvuk kroz nju ne prenosi. Razlika ubičajenog pritiska u nekoj sredini i pritiska, koji postoji kada se kroz nju prostire zvuk naziva se pritisak zvuka.

Uzimajući u obzir da instrumenti za merenje zvuka registruju upravo pritisak zvuka, a ne njegov intenzitet, uvodi se tzv. nivo zvuka koji se definiše preko zvučnog pritiska:

0

10logI

QI

=

0

20logp

Lp

=



30

gde je: L- nivo zvučnog pritiska p-pritisak zvuka p0-prag čujnosti Prag čujnosti zvučnog pritiska iznosi 2*10-5 Pa. � Izvori buke

Izvor zvuka, a samim tim i izvor buke može biti bilo koje čvrsto telo koje može da osciluje u opsedgu frekvencija od 16 Hz do 20 000 Hz.

Prema poreklu, izvori buke se mogu podeliti na:

• Prirodne izvore • Veštačke izvore buke

U prirodne izvore spadaju:

• Grmljavine sa udarom groma • Erupcije vulkana • Seizmološke pojave (zemljotresi i klizišta) • Huka vetrova, morskih talasa i vodopada • Atmosferske padavine (kiša i grad) • Rika i masovno kretanje životinja itd.

U veštačke izvore spadaju:

• Drumski saobraćaj • Železnički saobraćaj • Vazdušni saobraćaj • Industrijska postrojenja

U tabeli 1. dati su karakteristični izvori buke i njihovi nivoi buke u dB.

Drumski saobraćaj je veoma značajan izvor buke. Njen nivo zavisi od toga koji je nivo značaja saobraćajnice na kojoj se buka posmatra, kao i od trenutne gustine saobraćaja. Tako se najviši nivoi buke opažaju na magistralama gradskog značaja: 68.8 dB-78.0 dB, a zatim na magistralama lokalnog značaja: 62.6 dB- 78.2 dB. Relativno nizak nivo buke karakterističan je za stambene ulice 51.2 dB-59.8 dB.

Još jedan faktor je veoma bitan za nivo buke uzrokovane drumskim saobraćajem, a to je stepen razvijenosti industrije grada, što neposredno implicira udeo teretnog saobraćaja u drumskom saobraćaju u datoj oblasti. Povećanje broja teretnih vozila u ukupnom saobraćaju, pogotovo onih velike nosivosti i sa dizel motorima, dovodi do porasta nivoa buke.

Procenjuje se da na putevima lokalnog značaja kamioni predstavljaju 65%-67% ukupnog broja vozila. To znači da čaki i pri beznačajnom saobraćaju (što je negde oko 180 vozila na h) nivo buke prelazi 73 dB. Buka koja se proizvede na delu puta koji preseca naselje prenosi se i na stambene delove naselja i to u onoj meri koju određuju akustički i prostorni uslovi.



31

Tabela 1. Izvori buke i nivoi buke koju oni proizvode.

Železnički saobraćaj predstavlja buku nastalu prilikom kretanja vozova, što

naročito ima uticaj na one delove naselja, koji su u neposrednoj blizini pruga ili železničkih stanica. Maksimalni nivo buke na rastojanju 7.5 m od električnog voza u pokretu iznosi 93 dB, od putničkog: 91 dB, a od teretnog 92 dB.

Kretanje dizel lokomotiva, teretnih kompozicija, kao i zvučni signali lokomotiva mogu biti uzrok pojave buke.

Vazdušni saobraćaj uzrokuje pojavu visokog nivoa buke, ali zbog svojih

specifičnosti i položaja aerodroma u odnosu na stambena područja, ispoljava svoje negativno dejstvo na relativno usko područje u blizini aerodromskih pista. Nivo buke zavisi od preletno-sletnih pista itrasa preletanje aviona, intenziteta vazdušnog saobraćaja, tipa aviona, doba dana, godišnjeg doba itd. Raspon intenziteta buke na aerodromima iznosi od 72 dB do 120 dB.

Značajne izvore buke u stambenim četvrtima predstavljaju industrijska postrojenja, naročito kada se ona nalaze na malim rastojanjima. Intenzitet buke koja potiče od industrijskih postrojenja u mnogome zavisi od veličine postrojenja, tipa



32

postrojenja, tj, privredne grane kojoj postrojenje pripada, kao i starosti opreme, materijala od kog je postrojenje izgrađeno itd. Ono što uopšteno važi za buku iz industrijskih postrojenja jese da ona po previlu prevazilizi 100 dB. Minimalan nivo buke od svih privrednih grana imaju postrojenja koja služe za dobijanje i distribuciju energije (111dB), a maksimalan brodogradnja (135 dB). � Čovekovo uho kao prijemnik zvuka

Na slici 1 data je struktura čovekovog uha.

Slika 1. Struktura čovekovog uha.

Čovekovo uho registruje širok spektar frekvencija, ali ih ne registruje sve pri istim intenzitetima zvuka. Pokazuje sa da je čovekovo uho najosetljivije u oblasiti frekvencija od 2000Hz do 5000 Hz, odnosno da u toj oblasti ono registruje najmanje intenzitete emitovanog zvuka. Oblast određena frekvencijama i intenzitetima zvuka koje čovek čuje naziva se oblast čujnosti (slika 2.). � Ultrazvuk i infra zvuk

Različiti uređaji, mašine, motori transportnih sredstava i različiti delovi bilo kog postrojenja mogu, pored zvuka koji čovekovo uho može da registruje, emitovati i mehaničke talase čije su frekvencije niže od 20 Hz. Takvi mehanički talasi predstavljaju infrazvuk.

Infrazvuk nastaje i prilikom pucanja iz teških artiljerijskih oružja, prilikom eksplozije granata i mina, kao i prilikom svakog naglog pomeranja nekog predmeta sa dovoljno velikom konturnom površinom u prvcu kretanja. On takođe nastaje i u prirodnim okolnostima, kao što su nastanak olujnih vetrova i morskih talasa.

Infrazvuk se može primenjivati u medicini, za masažu čovekovog tela, za vojna izviđanja i sl. Sa druge strane infrazvuk ispoljava i veoma štetno dejstvo na organizam, izazivajući takozvanu vibracionu bolest.



33

Slika 2. Oblast čujnosti: Zavsnost nivoa zvučnog pritiska od frekvencije zvuka koju registruje ljudsko uho.

Ultrazvuk čine mehanički talasi čija je frekvencija veća od 20 000 Hz. Ultrazvuk niskih frekvencija (do 80 Hz) emituju organi nekih životinja kao na

primer slepi miševi, delfini i kitovi. Ove životinje se pomoću ultrazvuka orjentišu, traže hranu ili čak međusobno komuniciraju.

Ultrazvuk visokih frekvencija dobija se pomoću veštačkih izvora, čiji je osnovni deo generator električnih oscilacija odgovarajuće frekvencije. Ovi talasi imaju veoma velike inenzitete koji dostižu i do 1000 W/cm2. Njihova primena je veoma raznovrsna, a svakako najznačajnija je primena u indutriji i medicini. Zbog velikih intenziteta ultrazvučni talasi se mogu koristiti za ultrazvučnu defektoskopiju (otkrivanje grešaka u metalnim odlivcima), za dobijanje tankih filmova i fotorafskih ploča, za dispergovanje supstanci, skidanje rđe, rezanje, glačanje i bušenje materijala.

U tehnološkim procesima ultrazvuk se koristi za ubrzavanje hemijskih reakcija oksidacije i polimerizacije, kao i procesa kristalizacije. U medicini ultrazvuk ima primenu u detekciji karcinoma na unutrašnijm organima, u operativnim zahvatima sečenja ili spajanja kostiju. Prednost upotrebe ultrazvuka u ove svrhe ogleda se u velikoj preciznosti odnosno minimalnom povređivanju okolnog tkiva. � Dozvoljeni nivoi buke u životnoj sredini

Osetljivost uha svakog čoveka individualna je karakteristika i zavisi u mnogome od prirodnih predispozicija, prethodnog izlaganja buci, ranijih oboljenja i godina starosti. Zbog različite osetljivosti uha menja se prag bola, kao i sva ostala povoljna i



34

nepovoljna dejstva zvuka. Ipak, neki intenziteti buke bez obzira na sve individualne faktore izazivaju bol ili čak trajno, mehaničko oštećenje uha. U tabeli 1. dat je najviši dozvoljeni nivo buke u sredini u kojoj čovek boravi predviđen Pravilinikom o dovoljenom nivou buke u životnoj sredini.

Tabela 1. Dozvoljeni nivoi buke u životnoj sredini.

SREDINA U KOJOJ ČOVEK BORAVI

DOZVOLJEN NIVO BUKE U dB

DANJU NOĆU U stambenoj zgradi (boravišne prostorije

pri zatvorenim prozorima)

iz izvora buke u zgradi 35 30 iz zvora buke van zgrade 40 35

Bolnice, klinike, domovi zdravlja i slično bolesničke sobe 35 30 ordinacije 40 40

operacioni blok bez medicinskih uređaja i opreme

35 35

Prostorije u objektima za odmor dece i učenika i spavaće sobe za boravak starih

lica i penzionera

iz izvora buke u zgradi 35 30 iz izvora buke van zgrade 40 35

Prostorije za vaspitno obrazovni –rad (učionice, kabineti i sl.)

Bioskopske dvorane i čitaonice u bibliotekama

40 40

Pozorišne i koncertne dvorane 30 30 � Hotelske sobe

Iz izvora buke u zgradi 35 30 Iz izvora buke izvan zgrade 40 35

Prema odredbama ovog Pravilnika u zonama gde je buka ispod dozvoljenog

nivoa, novi izvori buke ne smeju povisiti postojeći nivo buke za više od 5 dB u odnosu na zatečeno stanje. U tabeli 2. date su prosečne izmerene vrednosti buke iz različitih izvora



35

Tabela 2. Vrednost nivoa buke.

KARAKTER I IZVOR BUKE NIVO JAČINE U dB šum lišća pri slabom vetru 10-20 tihi šapat na rastojanju od 1m 20-30 tiha seoska sredina noću 30 koraci, tiha periferija danju 40

žagor u srednje posećenom restoranu, trgovački centar 50 buka u srednje prometnoj ulici 60

glasni govor, autobusi na udaljenosti 150m 70 buka teretnog automobila, kamion i motocikl udaljen 150m,

automobil udaljen 150m 80

buka u prometnoj ulici, voz i podzemna železnica na 150m 90 mlazni avion na visini 300m 100

zvuk automobilske sirene na rastojanju 5-7m 110 buka turbomlaznog motora na rastojanju od 10m 140

prag bola 140 mehanička povreda uha 150

� Zaštita od buke

Zaštita od buke može se realizovati na dva načina: 1. Usavršavanjem mašina, uređaja, postrojenja i transportnih sredstava čijim

radom ona nastaje 2. Postavljanje zvučne izolacije tj. pregrada koje apsorbuju zvuk i sprečavaju

njegovo prostiranje.

Ako se smanjenje buke ostvaruje zvučnom izolacijom, izolacione pregrade mogu da budu postavljene oko mašina koje proizvode buku ili u zidovima prostorija gde ljudi borave. Smanjenje buke može se postići i izgradnjom tunela, kao i presvlačenjem puteva posebnom podlogom za zvučnu izolaciju. Uzimajući u obzir činjenicu da buka koju proizvode tramsportna sredestva u mnogome zavisi od brzine kretanja vozila, smanjenje buke bi se moglo ostvariti i ograničavanjem brzine kretanja motornih vozila u naseljenim mestima na 30 km/h.

U naseljima zvučne izolacione pregrade predstavljaju drvoredi na ulicama, koji

smanjuju intenzitet buke u stambenim zgradama od vozila, koja se kreću ulicom. Efikasnost ovakve zaštite od buke u zavisnosti od širine pojasa data je u tabeli 3.

Tabela 3. Uticaj širine zasada na smanjenje nivoa buke

ŠIRINA POJASA (m) SNIŽENJE NIVOA

BUKE (dB) 10-14 4-5 14-20 5-8 20-25 8-10 25-30 10-12



36

MAKSIMALNO DOZVOLJENE KONCENTRACIJE ZAGAĐUJUĆIH

SUPSTANCI U VODI

� Maksimalna dozvoljena koncentracija zagađulućih supstanci u vodi

Maksimalna dozvoljena koncentracija hemijske supstance u vodi je koncentracija (mg/dm3) koja ne sme ispoljavati neposredan ili posredan štetan uticaj na organizam čoveka u toku njegovog života i na zdravlje narednih generacija i ne sme pogoršavati higijenske uslove korišćenja vode.

Za određivanje MDK potrebno je ustanoviti čak i minimalne promene koje nastaju pri dejstvu određenih doza neke hemijske supstance u vodi, na fiziološke funkcije u organizmu, ili njegove pojedine delove.

Pri ispitivanju dejstva neke supstance veliki značaj imaju istraživanja poznih posledica (alergenih, mutagenih, kancerogenih, itd.)

Danas se MDK supstanci u vodi određuje po onom obeležju kome odgovara najmanja pragovna ili podpragovna koncentracija. Pošto ovo obeležje štetnosti određuje karakter najviše verovatnog neprijatnog dejstva najmanjih koncentracija proučavane supstance ono se naziva limitirajuće obeležje štetnosti.

Uzimajući u obzir da su vode najčešće zagađene sa više različitih supstanci

uvod i principi zaštite okruženja · 2018. 4. 25. · toksični hemijski otpad i radioaktivni...

Documents