VI GIMNAZJADA EKOLOGICZNA NIE MOśNA śyć BEZ POWIETRZA 1.KWAŚNE DESZCZE 2. EFEKT CIEPLARNIANY 3. DZIURA OZONOWA 4. SPOSOBY WYTWARZANIA ENERGII

Transkrypt

1 VI GIMNAZJADA EKOLOGICZNA NIE MOśNA śyć BEZ POWIETRZA 1. KWAŚNE DESZCZE 2. EFEKT CIEPLARNIANY 3. DZIURA OZONOWA 4. SPOSOBY WYTWARZANIA ENERGII 5. SPALANIE ODPADÓW W PALENISKACH DOMOWYCH 1.KWAŚNE DESZCZE JuŜ dawno zdano sobie sprawę, Ŝe cywilizacja ludzka coraz bardziej zaczęła naruszać równowagę biologiczną panującą w przyrodzie. W latach sześćdziesiątych Szwedzi zostali zaalarmowani odkryciem śniętych ryb w jeziorach. Nie odkryto jednak w wodzie trucizny. Gdy naukowcy przeprowadzili testy odkryli, Ŝe woda w jeziorach była bardziej kwaśna niŝ zazwyczaj. Niektóre jeziora były stokrotnie bardziej kwaśne niŝ w latach trzydziestych czy czterdziestych. Powodem tego był deszcz. Zamiast pozostać czystą wodą bez domieszek, została ona zanieczyszczona w wyniku procesów przemysłowych. Dla zrozumienia jak ten proces działa wyobraźcie sobie fabrykę w Polsce. Potrzebuje ona ciepła do produkcji więc spala ropę. Ta ma duŝą zawartość siarki, która zmienia się w dwutlenek siarki po spaleniu ropy. Potem przedostaje się do powietrza kominami fabrycznymi. Dwutlenek siarki moŝe przemieszczać się setki lub tysiące kilometrów zaleŝnie od wiatru. Im dłuŝej jest w powietrzu, tym większa szansa utlenienia się dla wytworzenia kwasu siarkowego. Kwas staje się chmurą i spada na ziemię jako deszcz. Kwaśne zanieczyszczenia powietrza są spowodowane oprócz opisanych powyŝej tlenków siarki, równieŝ przez tlenki azotu wytwarzane podczas wysokotemperaturowego spalania paliw kopalnianych np. w elektrowniach węglowych, koksowniach i w transporcie, a takŝe przez węglowodory pochodzące z silników spalinowych, oraz przez ozon, którego stęŝenie przy połączeniu z tlenkami azotu i węglowodorami powiększa się, przez co staje się szkodliwe. Kwaśne deszcze nie dość, Ŝe zanieczyszczają powietrze, to mają równieŝ szkodliwy wpływ na roślinność, zwierzęta a takŝe na człowieka. Wpływ na roślinność Bardzo powaŝne następstwa kwaśnych opadów obserwuje się w glebie. Zmniejsza się bowiem zawartość substancji odŝywczych, co prowadzi do mniejszej odporności roślin na choroby i szkodniki, jak równieŝ do obumierania mikroorganizmów glebowych. Roślinność traci odporność na suszę, choroby, drzewa gubią przedwcześnie liście i obumierają. Na zwiększającą się kwasowość gleby szczególnie wraŝliwe są ślimaki i dŝdŝownice. Obecność dŝdŝownic w glebie gwarantuje jej właściwą strukturę i Ŝywność. W zakwaszonej glebie ilość

2 dŝdŝownic wyraźnie maleje. W kwaśnej glebie dobrze rosną grzyby, ale ich nadmierny rozwój moŝe z czasem doprowadzić do zakłócenia równowagi biologicznej. Wpływ na zbiorniki wodne i zwierzęta. Kwaśne deszcze, a takŝe inne opady dostają się do jezior, rzek i tym podobnych zbiorników, powodując ich zakwaszenie i czyniąc je nie nadającymi się dla ludzi i zwierząt. Szkodliwe substancje do zbiorników mogą się dostawać w dwojaki sposób, tzn. bezpośrednio lub teŝ są wymywane z sąsiednich terenów. Glin, który zostaje wymyty z gleby jest szczególnie niebezpieczny dla ryb, gdyŝ kumuluje się on w ich skrzelach uniemoŝliwiając oddychanie. W ekosystemach słodkowodnych podłoŝe tworzą skały granitowe, które są wysoce odporne na wietrzenie, to teŝ kwaśny deszcz nigdy nie jest neutralizowany w glebie, co powoduje wysokie zakwaszenie jezior oraz cieków. Ryby zwłaszcza pstrągi i łososie przestają się rozmnaŝać i stopniowo giną w kwaśnej wodzie. Wpływ na budowle i róŝne materiały Kwaśne opady przyspieszają wietrzenie budowli zbudowanych z piaskowca czy wapienia. Poza tym zanieczyszczenia oddziaływują szkodliwie na tworzywa sztuczne, witraŝe, a nawet na metale, powodując ich korozję. Zniszczeniu ulegają obrazy, litografie i sitodruki w galeriach sztuki, muzeach i bibliotekach. Wpływ na zdrowie ludzi Smogi (smog gęsta mgła unosząca cząsteczki dymu i spalin ) powstające przy duŝym stęŝeniu dwutlenku siarki, dwutlenku węgla i pyłu węglowego w wilgotnym powietrzu przyczyniają się do powstania chorób układu oddechowego i układu krąŝenia, a nawet mogą prowadzić do śmierci. Kwaśne deszcze zakwaszają równieŝ wodę pitną, co powoduje wzrost w niej róŝnych metali cięŝkich prowadzących do wielu chorób, tj. kadm uszkadza układ wydalniczy glin uszkadza kości i mózg ołów uszkadza układ nerwowy Kwasy znajdujące się w wodzie pitnej niszczą równieŝ instalacje wodociągowe tzn. powodują jej korozję, co z kolei łączy się z ogromnymi wydatkami na ten cel. Kwaśne deszcze są problemem ogólnoświatowym. Niosą za sobą wiele zniszczeń i mają wpływ na kaŝdy aspekt naszego Ŝycia. Przyczyną ich tworzenia się jest głównie działalność człowieka i tylko on moŝe powstrzymać ich ekspansję. Jednym ze sposobów jest izolowanie siarki z ropy i węgla. MoŜna to zrobić przez obróbkę paliwa przed spalaniem albo przez oczyszczanie dymu, który wydobywa się z kominów fabryk. Jednak obydwa te procesy są bardzo kosztowne. Chronienie przyrody przed zakwaszaniem powinno stać się w przyszłości jednym z głównych celów ludzi Ŝyjących na Ziemi. EFEKT CIEPLARNIANY

3 Efekt cieplarniany zjawisko podwyŝszenia temperatury planety powodowane obecnością gazów cieplarnianych w atmosferze. Zmiany powodujące wzrost roli efektu cieplarnianego mogą być jedną z przyczyn globalnego ocieplenia. Ciało niebieskie pozbawione atmosfery (np. KsięŜyc) pochłania i emituje promieniowanie bezpośrednio ze swojej powierzchni. Atmosfera zaburza ten proces wymiany ciepła, głównie poprzez ograniczenie ilości energii cieplnej wypromieniowywanej z powierzchni planety i dolnych warstw jej atmosfery bezpośrednio w przestrzeń kosmiczną. Proces ten jest wywołany przez gazy cieplarniane, pyły i aerozole zawieszone w atmosferze. W opisie zjawiska uwzględnia się teŝ wszystkie inne procesy zachodzące w atmosferze, jak i na powierzchni planety, odpowiedzialne za przepływ energii z gwiazdy macierzystej, a takŝe przenoszące energię z planety w przestrzeń kosmiczną. W Układzie Słonecznym występowanie efektu cieplarnianego stwierdzono na Ziemi, Marsie, Wenus oraz na księŝycu Saturna Tytanie. Choć efekt cieplarniany moŝe zachodzić na wszystkich planetach posiadających atmosferę, dalsza część artykułu dotyczy tego zjawiska przede wszystkim w odniesieniu do Ziemi. Termin "efekt cieplarniany" wywodzi się z podobieństwa do przemian cieplnych zachodzących w szklarni (niekiedy uŝywa się określenia - "efekt szklarniowy"). Na Ziemi termin "efekt cieplarniany" odnosi się zarówno do podwyŝszenia temperatury, związanego z czynnikami naturalnymi, jak i do zmiany tego efektu, wywołanego emisją gazów cieplarnianych wskutek działalności człowieka. W potocznym rozumieniu efekt naturalny jest często pomijany, zwracana jest natomiast uwaga na wzrost temperatury Ziemi w ciągu ostatniego stulecia, zwany globalnym ociepleniem. Efekt cieplarniany (naturalny), jest zjawiskiem korzystnym dla kształtowania warunków Ŝycia na Ziemi. Szacuje się, Ŝe podnosi on temperaturę powierzchni o C. Średnia temperatura naszej planety wynosi C [4]. Gdyby efekt cieplarniany nie występował, przeciętna temperatura Ziemi wynosiłaby ok. 19 C [5]. GAZY CIEPLARNIANE W atmosferze ziemskie występuje pięć związków chemicznych odpowiedzialnych za efekt cieplarniany. Nazywamy je "gazami cieplarnianymi" lub "szklarniowymi". Są to: dwutlenek węgla CO 2 - jego udział w postępowaniu efektu cieplarnianego wynosi 50%. Przyczyny wzrostu jego ilości w atmosferze to m.in. spalanie paliw kopalnych (ok. 75% emisji do atmosfery) oraz wyrąb drzew, które pochłaniają znaczne ilości dwutlenku węgla (ok. 23% emisji); metan CH 4-18% udziału w efekcie cieplarnianym. Jego wzrost powodowany jest przez bakterie Ŝyjące na podmokłych terenach bagiennych, wysypiskach śmieci i szczątkach zwierząt. Źródłem tego gazu mogą być teŝ wycieki z rurociągów gazowych i zasypywanie nierówności terenu odpadkami; freony - udział w efekcie cieplarnianym około 14%. Początkowo stały się przebojem i zrewolucjonizowały chemię gospodarstwa domowego. Szeroko stosowane we wszelkiego rodzaju aerozolach i urządzeniach chłodniczych. Niestety okazało się, Ŝe freony niszczą warstwę ozonową atmosfery ziemskiej i naraŝają nas na działanie promieniowania

4 słonecznego. W 1995 roku całkowicie zaprzestano ich produkcji i zaczęto wycofywać z przemysłu. Freony podobnie jak tlenek azotu są bardzo Ŝywotne i mogą pozostawać w atmosferze nawet przez 130 lat powodując niszczenie warstwy ozonowej. ozon O 3 - jego udział w efekcie cieplarnianym wynosi 12%. Mowa tutaj o ozonie występującym w przyziemnych warstwach atmosfery. DuŜe stęŝenie ozonu jest szkodliwe. Występowanie przyziemnej warstwy ozonu jest spowodowane wtórnym zanieczyszczeniem powietrza; podtlenek azotun 2 O - znany takŝe jako "gaz rozweselający". Pochodzi ze źródeł naturalnych, głównie z roślin, ale wzrost jego ilości powodują samochody, elektrownie węglowe oraz stosowanie nawozów sztucznych. MoŜe pozostawać w atmosferze przez 150 lat i niszczyć ozon. Udział tlenku azotu w efekcie cieplarnianym wynosi około 6%. ZAGROśENIA NajwaŜniejszym z gazów cieplarnianych jest dwutlenek węgla. To właśnie z powodu wzrostu jego ilości w atmosferze średnia temperatura klimatu naszej planety będzie w połowie XXI wieku o 2-3 stopnie wyŝsza. Globalne ocieplenie powoduje takŝe wzrost poziomu wód oceanicznych. Górne warstwy oceanów rozszerzają się pod wpływem ciepła, a efekt ten moŝe zostać spotęgowany przez topnienie czap lodowych na biegunach i topnienie lodowców górskich. Niewielkie ocieplenie - około 0,5 C w ciągu ostatniego stulecia - juŝ spowodowało wzrost poziomu wód w oceanach o 15 cm. Gdyby na skutek topnienia lodów na biegunach Ziemi poziom oceanu podniósł się o kilka metrów, spowodowałoby to zalanie niektórych wielkich miast Nowy Jork, Londyn czy Tokio znalazłyby się pod wodą. Niektóre obszary, takie jak atole na Oceanie Indyjskim zupełnie zniknęły by pod wodą. Nastąpić teŝ moŝe przesunięcie się stref klimatycznych na Ziemi ku biegunom. Nowe warunki klimatyczne wywołają liczne klęski Ŝywiołowe. Nadmierne ogrzewanie mas powietrza moŝe doprowadzić do zmian w cyrkulacji atmosferycznej. Zmienione układy ciśnień atmosferycznych spowodują powstanie huraganów, cyklonów i tornad. Zwiększone parowanie wód doprowadzi do występowania nawalnych opadów, a skutkiem tego będą liczne powodzie, a w górach lawiny. Jednocześnie na obszarach znacznie oddalonych od wielkich zbiorników wodnych w wyniku szybkiego wysychania gleb utrzymywać się będą susze. Długotrwałym suszom bardzo często towarzyszą poŝary lasów, spalana biomasa emituje do atmosfery olbrzymie ilości dymu zawierającego, CO 2, CO, tlenki azotu i inne gazy dodatkowo zwiększające natęŝenie efektu cieplarnianego. JAK PRZECIWDZIAŁAĆ EFEKTOWI CIEPLARNIANEMU? Ocieplanie się klimatu jest niestety faktem, ale nie oznacza to, Ŝe nie naleŝy nic robić, aby choć trochę spowolnić to zjawisko. Jednym z moŝliwych działań jest ograniczenie emisji gazów cieplarnianych. Organizacja Narodów Zjednoczonych powołała Międzynarodowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change), aby przeanalizował zjawisko globalnego ocieplenia. W roku 1992 w Rio de Janeiro odbyła się Konferencja Narodów Zjednoczonych na temat Środowiska Naturalnego i Rozwoju (nazywana takŝe "Szczytem Ziemi"). Zgromadziła ona ponad 100 przywódców państw, a jej celem było znalezienie recept na problemy wiąŝące się z ochroną środowiska oraz rozwojem gospodarczo-społecznym. Uczestnicy konferencji podpisali Ramową Konwencję na temat Zmian Klimatycznych i Konwencję na temat Biologicznej RóŜnorodności oraz przyjęli dokument o nazwie Agenda 21 (jest to plan działań na rzecz osiągnięcia zrównowaŝonego rozwoju).

5 W konwencji mówiącej o zmianie klimatu przyjęto jako cel stabilizację składu atmosfery po to, by "uniknąć niebezpiecznego wpływu czynników antropogenicznych na klimat planety" oraz osiągnięcie tego tak, aby nie zagraŝać światowej gospodarce. Pięć lat później odbyła się Konferencja Zmian Klimatycznych w Kioto w Japonii. W grudniu w 1997 roku przedstawiciele 140 państw uzgodnili nowe regulacje prawne, które miały ograniczać emisję gazów szklarniowych w krajach uprzemysłowionych. Ale kaŝdy z nas moŝe wpływać na "natęŝenie zjawiska globalnego ocieplenia", choćby pamiętając o segregacji śmieci czy uŝywaniu surowców wtórnych (dzięki temu zostaje ograniczona emisja dwutlenku węgla, która towarzyszy procesowi produkcji opakowań i zmniejsza się ilość wydzielanego metanu na wysypiskach śmieci). 3. DZIURA OZONOWA Ozon-niebieskawy gaz o cząsteczkach zbudowanych z trzech atomów tlenu, w stanie ciekłym ma kolor ciemnoniebieski, a zestalony jest prawie czarny. Nazywany jest takŝe tritlenem. Ozon jest cięŝszy od tlenu. Pod normalnym ciśnieniem skrapla się w temperaturze 111,5 o C. Występowanie ozonu: Ozon występuje w atmosferze. Zawartość jego jest w niej znikoma, sięga zaledwie 0, procent objętości atmosfery ( na 100 milionów litrów powietrza przypada zaledwie 1 litr ozonu ).Warstwa ozonowa znajduje się w stratosferze na wysokości od km, z maksymalną koncentracją gazu między 25 a 30 km ( jest to powietrze o większej zawartości cząsteczek zbudowanych z trzech atomów tlenu ). W warstwie ozonowej nieustannie dokonują się przemiany róŝnych form tlenu. Ziemia otoczona jest grubą warstwą ozonu, która zatrzymuje około 2/3 promieniowania ultrafioletowego (UV), emitowanego przez Słońce, przepuszczając tylko część, o odpowiedniej długości fali. Promieniowanie UV W zaleŝności od długości fal i co za tym idzie - szkodliwości dla organizmów Ŝywych promieniowanie UV podzielono umownie na trzy zakresy: 1. typ C (UVC )-o najkrótszych długościach fali nanometrów. Takie promieniowanie jest śmiercionośne dla materii oŝywionej 2. typ B (UVB ) - o długościach fali nanometrów. Trochę mniej szkodzi niŝ UVC, ale pozostaje bardzo groźne. 3. typ A ( UVA ) o najdłuŝszych falach: nanometrów. Jest ono stosunkowo mało szkodliwe. Nadmiar promieniowania UV jest szkodliwy dla organizmów Ŝywych, powoduje ścinanie się białka i obumieranie komórek., moŝe spowodować wzrost zachorowań na nowotwory skóry i katarakty oczu, zmniejszenie plonów wielu roślin uprawnych.. Z drugiej strony pewna ilość promieni ultrafioletowych jest niezbędna do wytwarzania witaminy D, koniecznej do budowy kośćca. Słońce emituje cały zakres promieniowania UV. W.M. Hartley odkrył w warunkach laboratoryjnych właściwość silnego pochłaniania promieniowania UV przez ozon. Ozon reguluje dopływ promieniowania UV do powierzchni Ziemi. Ilość ozonu w warstwie ozonowej zaleŝy m.in. od temperatury, dlatego proporcja ta zmienia się zaleŝnie od pory dnia

6 i roku. W warstwie ozonowej nad Antarktydą zaobserwowano,,dziurę ( przerzedzanie i spłycanie się warstwy ozonowej ). Dziura ozonowa pojawia się takŝe nad Arktyką.. W latach 90 tych zaobserwowano przerzedzanie się warstwy ozonowej nad Europą i Ameryką Północną. Powstawanie: Ozon powstaje między innymi w czasie wyładowań elektrycznych, np. w czasie burzy Powstaje w niŝszych warstwach atmosfery, jako produkt procesów przemysłowych i spalania paliwa w samochodach Zastosowanie ozonu: jako wybielacz, jako środek do odkaŝania wody, jako środek do odkaŝania powietrza, jest popularnym utleniaczem, czyli substancją posiadającą zdolność wchłaniania elektronów w reakcjach chemicznych, Szkodliwość ozonu: Zbyt duŝe ilości ozonu są niebezpieczne dla roślin i prawdopodobnie mają związek z niektórymi zaburzeniami oddychania, Co szkodzi warstwie ozonowej? Największym zagroŝeniem dla warstwy ozonu okazały się freony, pochodne metanu i etanu, stosowane masowo w przemyśle kosmetycznym i chłodniczym, w aerozolach, systemach chłodniczych lodówek i zamraŝarek, w płynach do czyszczenia i jako środek porotwórczy przy produkcji tworzyw sztucznych. Cząsteczki freonów dostają się do niŝszych partii atmosfery, gdzie pod wpływem światła ulegają rozpadowi, przy czym jednym z produktów rozpadu jest chlor. Wchodzi on w reakcje chemiczne z ozonem i niejako zabiera tlen z jego cząsteczki. W ten sposób ozon zamienia się w zwykły tlen, a nad Ziemią rośnie dziura ozonowa. Jeden atom chloru moŝe rozbić nawet 100 tys. cząsteczek ozonu. W przyrodzie istnieją naturalne czynniki powodujące rozpad cząsteczek ozonu. Znajdują się one na przykład w gazach wyrzucanych do atmosfery podczas wybuchów wulkanicznych. Z naturalnymi niszczycielami ozonu atmosfera daje sobie szybko radę i powraca do stanu równowagi. Tlenki siarki i tlenki azotu powstałe podczas spalania paliw przez silniki samolotów i rakiet kosmicznych, a takŝe podczas wybuchów jądrowych działają takŝe niszcząco na ozon. Jak pozbyć się freonu? W 1987 roku 24 kraje podpisały w Montrealu protokół wzywający do redukcji zuŝycia freonów. Na początku lat 90 tych ustalono całkowite wyeliminowanie freonów do 2000r. Zakaz objął równieŝ inne szkodliwe związki- np. bromek metylu. Nie wolno równieŝ produkować freonów z myślą o sprzedaŝy do krajów, które jeszcze nie podpisały

7 porozumienia. Freony mają bardo długi okres rozpadu i pozostaną w atmosferze jeszcze przez co najmniej 100 lat. ZuŜyte lodówki starej konstrukcji naleŝy składować w specjalnie wyznaczonych miejscach, gdzie fachowcy usuną niebezpieczne gazy. ZAPAMIĘTAJ!!! UŜywaj dezodorantów tylko ze znakiem przyjazny dla ozonu lub równowaŝnym!!! 4. SPOSOBY WYTWARZANIA ENERGII a) energia paliw kopalnych Aby wykorzystać energię paliw kopalnych gazu ziemnego, ropy naftowej i węgla naleŝy je najpierw spalić. Kiedy paliwa kopalne są spalane, zanieczyszczają powietrze, poniewaŝ wydzielają się wówczas szkodliwe dla człowieka i środowiska naturalnego dymy, gazy i pyły ( części stałe ). Spalany węgiel zanieczyszcza powietrze drobinkami sadzy. Dodatkowo ze względu na fakt, Ŝe węgiel zanieczyszczony jest siarką, w wyniku jego spalania oprócz dwutlenku węgla powstaje jeszcze dwutlenek siarki. Część dwutlenku węgla jest pochłaniana przez rośliny w procesie fotosyntezy, nadmiar zaś kumuluje się nad Ziemią i staje się przyczyną efektu cieplarnianego. Powstający podczas spalania dwutlenek siarki jest szkodliwy, poniewaŝ reaguje z wodą i w postaci opadów atmosferycznych, głównie deszczu, spada na ziemię jako tzw. kwaśny deszcz, który powoduje między innymi korozję metali. Wykorzystanie paliw kopalnych do produkcji energii elektrycznej niesie ze sobą wiele zanieczyszczeń i niebezpieczeństw dla człowieka i jego środowiska. b) energia jądrowa Przyszłością energetyki jest tzw. energia jądrowa, pochodząca z rozszczepienia jąder atomów uranu. Niestety, po wytworzeniu energii jądrowej pozostają radioaktywne odpady, które są niebezpieczne dla zdrowia istot Ŝywych. Aby nie spowodowały skaŝenia środowiska, odpady te muszą być odpowiednio składowane przez dziesiątki tysięcy lat. Drugim zagroŝeniem jest fakt, Ŝe podczas pracy elektrowni atomowej, mimo powłok i osłon, następuje napromieniowanie otoczenia. Awaria systemu chłodzenia moŝe spowodować uszkodzenie reaktora, skaŝenie gleby i zagroŝenie Ŝycia tysięcy ludzi, tak jak to miało miejsce w Czarnobrylu na Ukrainie w 1986r. PRZYJAZNE DLA ŚRODOWISKA NATURALNEGO ŹRÓDŁA ENERGII

8 c) energia wody Woda posiada olbrzymie zasoby energii. Wodzie nie grozi wyczerpanie się, jak paliwom kopalnym przynajmniej w pewnych obszarach geograficznych dlatego człowiek powinien wykorzystać ją w pełni, budując coraz więcej hydroelektrowni. W niektórych rejonach wykorzystuje się energię fal morskich, przypływów i odpływów. d) energia wiatru Od tysięcy lat energia wiatru w wiatrakach była wykorzystywana do pompowania wody lub mielenia ziarna. Za pomocą energii wiatru napełniano kanały nawadniające pola. Energia wiatru słuŝyła teŝ jako napęd dla Ŝaglowców. Obecnie prowadzone są badania nad wykorzystaniem ( głównie na obszarach nadmorskich, gdzie ciągle wieje wiatr ) energii wiatru jako źródła energii nie zanieczyszczającego środowiska. Współczesne elektrownie wiatrowe słuŝą do produkcji energii elektrycznej. WaŜnym problemem jest umiejscowienie elektrowni wiatrowej. Elektrownie wiatrowe wymagają stosunkowo duŝej powierzchni, ze względu na wielkość konstrukcji i dlatego lokowane są z dala od większych miejscowości. Elektrownia o mocy 1MW potrzebuje ok. 1 ha powierzchni ziemi. Elektrownie wiatrowe mogą pracować przy wietrze w określonym przedziale prędkości ( najczęściej od 4 m/s do 25m/s ). Po przekroczeniu tych parametrów następuje wyłączenie elektrowni, tzn. odłączenie od sieci, zahamowanie wirnika i stawienie bokiem do wiatru, gdyŝ wtedy siły działające na konstrukcję są najmniejsze. Energia wytworzona przez wiatraki jest energią czystą ekologicznie, a jej źródło, czyli wiatr, jest niewyczerpalne. Praca wiatraków nie zanieczyszcza środowiska, nie wytwarza odpadów. e) energia słoneczna Energia słoneczna, tzw. solarna, takŝe moŝe być bezpośrednim źródłem energii dzięki zastosowaniu tzw. ogniw solarnych. Energia słoneczna moŝe być wykorzystana nie tylko do wytwarzania energii elektrycznej, lecz równieŝ do ogrzewania domów i mieszkań dzięki zastosowaniu tzw. kolektorów słonecznych. Kolektory słoneczne wyłapują promieniowanie słoneczne i przekazują zawartą w nim energię odpowiedniemu medium energetycznemu, np. wodzie lub powietrzu. Ogniwa fotowoltaiczne słuŝą do bezpośredniego przetwarzania promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Bezpośrednie wykorzystanie promieniowania słonecznego do produkcji energii elektrycznej na większą skalę odbywa się przez budowanie elektrowni słonecznych. Stosowane są tutaj systemy luster skupiających energię słoneczną z duŝych powierzchni na kotle słonecznym wytwarzającym parę wodną do zasilania turbiny parowej napędzającej generator prądu elektrycznego. W elektrowniach słonecznych nie ma elementów magazynujących energię, pracują więc one ( oddają energię do sieci ) tylko wtedy gdy świeci słońce. f) energia geotermiczna Wnętrze Ziemi jest bardzo gorące. Co 100 m w głąb Ziemi temperatura wzrasta o 3 o C. W niektórych miejscach na Ziemi, zwłaszcza w pobliŝu uskoków geologicznych, wrząca woda lub para wodna wytryskuje na powierzchnię jako gejzery. Są to źródła geotermiczne. Krainą gejzerów jest Islandia i Park

9 Yellowstone.. Domy i mieszkania stolicy Islandii, Reykjaviku, są ogrzewane energią gorących źródeł tryskających z głębi Ziemi. Regularnie pracujące elektrownie geotermiczne wybudowano w niektórych miejscowościach we Włoszech, Nowej Zelandii, Japonii i w USA. Jak one działają? OtóŜ wykonuje się dwa odwierty w głąb Ziemi, w gorącą warstwę skalną. W jeden odwiert wpompowuje się pod ciśnieniem zimną wodę, która się rozgrzewa, zamienia się w gorącą parę i drugim odwiertem dociera na powierzchnię, gdzie, jak w kaŝdej innej elektrowni napędza turbiny wytwarzające prąd. g) bioenergia Bardzo korzystna dla środowiska naturalnego jest energia uzyskiwana z odnawialnych ( bo odrastających ) surowców pochodzenia roślinnego, tzw. bioenergia. Pochodzi ona głównie z roślin i odchodów zwierzęcych, przez wytwarzanie tzw. biogazu, głównie metanu. Gaz ten powstaje podczas rozkładu substancji organicznych ( roślinnych i zwierzęcych ), gdy proces ten przebiega bez dostępu powietrza. Gospodarstwa rolne mogą wykorzystać odpady ( np. nawóz naturalny, kompost, słomę ), by wytwarzać w specjalnych urządzeniach metan, a następnie spalając go, ogrzewać pomieszczenia i napędzać, odpowiednio w tym celu przebudowane, maszyny gospodarcze. Tego typu urządzenia nie zagraŝają środowisku, a ich eksploatacja jest stosunkowo tania. 5. SPALANIE ODPADÓW W PALENISKACH DOMOWYCH Pomimo aktualnie obowiązującej ustawy o odpadach coraz częściej stosowaną metodą pozbywania się śmieci i odpadów z tworzyw sztucznych takich jak: plastik, folia, stare meble, wszelkiego rodzaju opakowania, stare obuwie i odzieŝ, czasopisma itp. jest ich spalanie w paleniskach gospodarstw domowych. W procesie spalania waŝną rolę odgrywa temperatura spalania, gdy jest niewłaściwa tzn. zbyt niska w emitowanych spalinach powstają zanieczyszczenia, których oddziaływanie na środowisko naturalne oraz zdrowie ludzi i zwierząt jest bardzo szkodliwe. Spalanie róŝnego rodzaju materiałów w paleniskach domowych oraz ogniskach na wolnym powietrzu przy sprzątaniu posesji czy na ogródkach działkowych odbywa się właśnie w niskich temperaturach ( tj. od 200 do 500 stopni C ) i powoduje emisję do atmosfery: 1. Pyły pył odkładając się w glebie powoduje szkodliwe dla zdrowia człowieka i zwierząt zanieczyszczenia roślin metalami cięŝkimi. 2. Tlenek węgla ( CO )- jest trujący dla ludzi i zwierząt. WiąŜe czerwone ciałka krwi, utrudnia transport tlenu w organizmie, oddziałuje takŝe na centralny układ nerwowy. 3. Tlenki azotu ( NO x ) są przyczyną podraŝnienia i uszkodzenia płuc, a odkładając się w glebie w postaci azotanów szkodliwie podwyŝszają ich zawartość w roślinach. 4. Dwutlenek siarki ( SO 2 )- u ludzi i zwierząt powoduje trudności w oddychaniu, a u roślin zanik chlorofilu, czego efektem jest zamieranie blaszek liściowych. Jest przyczyną powstawania siarczanów i kwasu siarkowego, co powoduje suche i mokre opady kwaśnych deszczy. 5. Chlorowodór tworzy z parą wodną kwas solny. 6. Cyjanowodór tworzy z wodą kwas pruski.

10 Oprócz wymienionych związków chemicznych w procesie spalania wydziela się dziesiątki innych trujących związków. Spalając jeden kilogram odpadów z polichlorku winylu (butelki plastikowe, folie, skaja, itp.) wytwarzamy aŝ 280 litrów gazowego chlorowodoru. Spalając 1kg pianki poliuretanowej (która występuje np. w obuwiu, odzieŝy, meblach ) wytwarza się 50 litrów cyjanowodoru. W odniesieniu do zanieczyszczeń emitowanych przez domowe kominy i powstających w trakcie spalania śmieci na wolnym powietrzu, szczególne zagroŝenie dla zdrowia ludzi i zwierząt niosą tlenki azotu, dwutlenek siarki, tlenek węgla, a takŝe drobny pył zawierający związki metali cięŝkich ( zwłaszcza toksycznego ołowiu i kadmu ). Za ich szkodliwością przemawia fakt, Ŝe są one emitowane z tzw. źródeł emisji niskiej, czyli niskich kominów gospodarstw domowych lub ewentualnie małych lokalnych kotłowni a szczególności ze spalania śmieci w ogniskach. Jako produkty uboczne spalania róŝnych odpadów z tworzyw sztucznych powstają rakotwórcze związki zwane dioksynami i furanami. W przyrodzie magazynem dioksyn jest gleba i osady denne w zbiornikach wodnych. Według danych sporządzonych przez specjalistów z Holandii, wśród 10 krajów europejskich Polska zajmuje I miejsce pod względem skaŝenia emisją szkodliwych dioksyn. Dioksyny to jedna z najbardziej toksycznych substancji na świecie Literatura: Francuz-Ornat G., Kulawik T., Nowotny-RóŜańska M, : Fizyka i astronomia dla gimnazjum, moduł 2, Wydawnictwo Nowa Era, Warszawa 1999 Energetyka w XXI wieku, Wydawcy: Oficyna Wydawnicza,,Głos Wielkopolski i Pion Promocji i Informacji Energetyki Poznańskiej S.A. Natura Świata gemapro vip.alpha.pl Oprac. BoŜena Stygar