Ovzdušie troposféry je v podstate zmes plynov a pár, v ktorej sa vyskytujú i mnohé ďalšie látky. Táto zmes nie je rovnorodá. Pôsobením fyzikálnych a chemických procesov, ktoré v ovzduší ustavične prebiehajú, sa pomerne rýchle mení tak zloženie látok, ktoré nie sú stálou súčasťou atmosféry, ako aj ich množstvo.
Medzi stále zložky ovzdušia patrí kyslík, dusík, oxid uhličitý a vzácne plyny: hélium, neón, argón, kryptón, xenón a radón. Objem všetkých týchto plynov je stály, nemení sa. Bežnou súčasťou ovzdušia je aj vodná para, ktorej obsah vo vzduchu však závisí od zmien teploty a tlaku vzduchu. Ostatné látky sa dostávajú do ovzdušia ako splodiny prírodnej alebo ľudskej činnosti a ich zloženie, množstvo i vzájomný pomer značne kolíše nielen na rozličných miestach Zeme, ale aj na rovnakom mieste v priebehu určitého času. V ovzduší sa bežne vyskytujú i rozličné mikroorganizmy, peľ rastlín a mnohé ďalšie drobné organizmy, ktoré nazývame aeroplanktón.
Medzi základné zložky ovzdušia patrí kyslík. Bežne sa vyskytuje v stabilnej dvojatómovej forme O2 . Za mimoriadnych okolností táto molekula sa môže rozštiepiť na veľmi reaktívny a veľmi nestály jednoatómový kyslík O, alebo môže vytvoriť opäť veľmi nestály O3. V ovzduší je 20,95 percent kyslíka.
Pôvodná atmosféra našej planéty mala celkom iné zloženie, ako má dnes. Prevládal v nej dusík, metán a čpavok. Nepatrné stopy kyslíka boli výsledkom chemických procesov prebiehajúcich v povrchových vrstvách zemskej kôry. Až zelené rastliny, ktoré pri fotosyntéze odoberajú z ovzdušia CO2 a vracajú do atmosféry kyslík, vytvorili za niekoľko miliárd rokov to ovzdušie, ktoré dýchame teraz. Pôvodné ovzdušie sa začalo meniť najmenej pred dvoma miliardami rokov a až v druhohorách dosiahol kyslík dnešnú koncentráciu.
Absolútna väčšina živých tvorov patrí medzi aerobné organizmy, teda také, ktoré môžu žiť jedine vtedy, keď je v ovzduší dostatok kyslíka. Do tejto skupiny patrí prevažná časť mikroorganizmov, hmyz, rastliny, zvieratá, vtáky a ľudia.
Človek vdychuje vzduch, ktorého kyslík preniká v pľúcnych alveolách výstelkou až do krvi. V krvi dospelého muža koluje v každom kubickom milimetri 5,50 ± 0,8 milióna červených krviniek, v krvi ženy 4,8 ± 0,7 milióna. Každá červená krvinka (erytrocyt) obsahuje červené krvné farbivo hemoglobín, ktoré pohlcuje a viaže kyslík a tým sa mení na oxyhemoglobín. V tejto podobe erytrocyty roznášajú kyslík po celom tele do všetkých orgánov, tkanív a buniek. Kyslík oxyhemoglobínu sa v nich uvoľní a zúčastňuje sa na zložitých biochemických pochodoch, ktoré nazývame oxidoredukčné, pretože kyslík pri nich okysličuje (oxiduje) rozličné látky. Konečnou splodinou týchto zložitých procesov je CO2. Časť oxidu uhličitého je dôležitou súčasťou krvnej plazmy, zvyšný CO2 sa viaže na hemoglobín, ktorý je po odovzdaní kyslíka opäť voľný a červené krvinky ho odnášajú späť do pľúc, kde prejde výstelkou pľúcnych alveol a s vydychovaným vzduchom sa vracia späť do ovzdušia.
Oxid uhličitý – CO2 sa vyskytuje vo vzduchu v nepatrnej koncentrácii. Je to bezfarebný plyn bez chuti a zápachu, vzniká pri spaľovaní väčšiny prirodzených palív, pri tlení, práchnivení a pri okysličovaní v bunkách, orgánoch a tkanivách živých organizmov. Ako konečný produkt oxidoredukčných procesov sa vydychuje do ovzdušia. Zeleň využíva vzdušný oxid uhličitý a fotosyntézou vytvára časť prijatej slnečnej energie. Aj pri fotosyntéze vzniká, kyslík, ktorý rastliny uvoľňuje do ovzdušia. Preto je zeleň pevnín a oceánov rozhodujúcim zdrojom, ktorý obnovuje udržiava v ovzduší stále množstvo kyslíka. V troposfére je 0,03-0,04 % CO2. Niektorí vedci varujú pre smutnými následkami hromadenia oxidu uhličitého v stratosfére. Vytvára tu súvislú clonu, ktorá zabraňuje unikaniu tepelnej energie z povrchu Zeme do kozmického priestoru. Tomuto javu hovoríme skleníkový efekt, pretože clona oxidu uhličitého sa správa ako okná na skleníku, ktoré takisto prepúšťajú dnu tepelné slnečné žiarenie, ale nedovoľujú unikať teplu do vonkajšieho prostredia.
1.3Ufúľaná atmosféra čiže znečistenie ovzdušia
Znečistené ovzdušie nie je zásadou modernej doby. Historici už oddávna zaznamenávali reptanie ľudí na začmudenie mestá, ale už mohutný rozvoj priemyslu priniesol nové a oveľa škodlivejšie druhy znečistenia. Asi 62% úletu z pevných palív tvorí popolček, priemyselný prach sa podieľa iba 31%.
Jedna z definícií hovorí, že znečistenie prostredia je všeobecne nežiaduca zmena fyzikálnych, chemických alebo biologických charakteristík nášho ovzdušia, pôdy a vody, ktorá negatívne ovplyvňuje alebo môže ovplyvňovať život ľudí. Znečistenie ovzdušia je stav, keď sa v ovzduší vyskytuje látka alebo viac látok a môžu poškodzovať nielen zdravie ľudí ale aj ďalšie organizmy. Škodliviny označujeme termínom exhalácie alebo exhaláty bez ohľadu na ich tvar, zloženie a vlastnosti.
Zdroj znečistenia je miesto alebo zariadenie, v ktorom vznikajú a z ktorého unikajú do ovzdušia cudzorodé látky. Každý zdroj vypúšťa od ovzdušia určité množstvo škodlivín, ktoré nazývame emisia. Emisia je teda množstvo škodlivín vylúčené určitým zdrojom do ovzdušia za presne stanovený čas. Škodliviny sa v ovzduší rozptyľujú, usádzajú sa a prekonávajú mnohé zmeny, takže ich skutočný obsah v ovzduší na mieste unikajú zo zdroja. Skutočný obsah škodliviny v ovzduší, ktorý nazývame imisia.
Škodliviny rozdeľujeme do 4 skupín:
1.priemyselné exhalácie
2.škodliviny vznikajúce v doprave
3.exhalácie z domácich kúrenísk
4.pôdny prach zvírený vetrom
VODA
Voda je významný spoločenský faktor. Je nevyhnutná pre normálny život spoločnosti, veľké vodné plochy vyrovnávajú výkyvy teplôt v krajine a ovplyvňujú aj podnebie. Vlastnosti vody sú dané už samotným usporiadaným jej molekuly vytvárajúcej trojuholník, na ktorého vrcholoch je atóm kyslíka a dva atómy vodíka. Vďaka svojej schopnosti hromadiť veľké množstvo tepla voda morí a oceánov, ale aj veľkých vodných nádrží, pôsobí ako významný regulátor teploty na našej zemi i na určitom území. Funkcia vody ako rozpúšťadla. Mnohé látky sa rozkladajú vo vode až na ióny a v tejto podobe ľahko prenikajú do živých organizmov, ktoré ich potom môžu optimálne využiť. Voda je dôležitým sprostredkovateľom v potravných
Kolobeh vody v prírode. Zrážková voda sa mení sčasti na povrchovú, sčasti na pôdnu a podzemnú vodu. Voda odparená z povrchových tokov i z pôdy a rastlín stúpa nahor, ochladí sa, mení sa na vodné kvapky a padá späť na zem. Všetka voda v biosfére – vrátane vodných pár v ovzduší – sa nazýva hydrosféra.
Bolo by krajne nesprávne predstavovať si vodu iba ako chemickú zlúčeninu. Voda nie je mŕtva, voda žije. V tečúcich vodách žijú milióny mikroorganizmov – od najnepatrnejších mikróbov, rozsievok a rias po prekrásne dúhové pstruhy. Vo vode majú svoj domov, voda je zdrojom ich potravy a pokým žije, žijú aj ony.
Aby voda žila, musí mať kyslík. Ak má dostatok kyslíka, sama sa zbaví nečistôt, ktoré do nej pritekajú, udržiava si stálosť svojho prostredia. Prirodzené fyzikálne, chemické a biologické procesy, ktorými voda odbúrava látky, čo ju znečisťujú, nazývame samočistenie vôd. Začína sa už filtráciou v pôdnych póroch a riedením škodlivín v povrchových vodách. Ak sledujeme špinavé odpadové vody vtekajúce do rieky, vidíme ako je ich farba čoraz svetlejšia, až napokon splynie s farbou vody v rieke. Riedenie je tým účinnejšie a rýchlejšie, čím menej je nečistôt a viac riediacej vody. Čím väčšmi je voda znečistená organickými látkami, tým viac kyslíka treba na ich odbúravanie a tým nižší je jeho obsah vo vode a tým rýchlejšie sa stráca z vody.
Kyslík sa dostáva do vody jednak ako produkt fotosyntézy vodných rastlín, jednak stykom vody so vzduchom. V čistej vode nachádzame spravidla 8-14 mg kyslíka.
O rozsahu znečistenia vody organickými látkami nás informuje obsah kyslíka vo vode, rýchlosť, akou ubúda kyslík z vody , určením biochemickej spotreby kyslíka /BSK/ BSK udáva množstvo kyslíka spotrebovaného za istý čas na okysličenie organických látok vo vode. Skúška sa robí tak, že vo vzorke vody, čerstvo odobranej zo skúmaného zdroja, sa určí množstvo kyslíka, potom sa vzorka uloží do termostatu, kde sa uchováva pri stálej teplote 20OC, a určenie kyslíka sa po stanovenom počte dní opakuje. Najčastejšie sa udáva BSK za 5 dní a indexové číslo určuje čas vyšetrenia – BSK5 .
Charakteru znečistenia podľa množstva a prevládajúcich druhov živých organizmov vo vode hovoríme o saprobite vody.
Organizmy žijúce vo vode rozdeľujeme do troch základných skupín:
l/ producenti - organizmy, ktoré na výstavbu svojich tiel využívajú anorganické látky a CO2 obsiahnuté vo vode. Energiu im dodáva slnečné žiarenie (zelené riasy) alebo ju získavajú chemickými procesmi (sírne, železité a iné baktérie).
2/ konzumenti – živia sa látkami, ktoré vytvárajú producenti a preto ich nachádzame spolu s producentmi predovšetkým v čistých alebo málo znečistených povrchových vodách.
3/ deštruenti - /starší názov reducenti/ rozkladajú organické látky a živia sa nimi, preto sa hojne vyskytujú predovšetkým vo veľmi znečistených vodách.
Závody vypúšťajú do niektorých tokov nadmerné množstvo odpadových vôd alebo toxické odpadové látky, ktoré hubia živé organizmy a tým ničia aj samočistiacu schopnosť vody. Taká voda je antisaprobná alebo aj transaprobná – mŕtva.
Medzi významné živé organizmy vo vodách patria mikroorganizmy. V povrchových vodách nájdeme nespočetné množstvo rozličných nepatogénnych (nechoroboplodných ) mikróbov, ktoré ako nesmierne pracovití robotníci zabezpečujú rozklad organických látok v rozličných fázach samočistiacich procesov.
1.4Rozdelenie vôd
Vodu rozdeľujeme spravidla podľa dvoch hľadísk: pôvodu a využitia. Podľa pôvodu rozlišujeme zrážkovú, povrchovú, podzemnú vodu a podľa využitia pitnú, úžitkovú, prevádzkovú a odpadovú vodu. Obe skupiny sa veľmi úzko prelínajú.
Zrážkovú alebo aj ovzdušná či atmosférická voda je veľmi čistá veď je to vlastne voda vzniknutá prirodzenou destiláciou, ktorá ju zbavila všetkých nečistôt a prímesí. Až pri svojom putovaní vzduchom strháva so sebou pevné exhalácie a rozpúšťa v sebe najrozličnejšie látky vyskytujúce sa v ovzduší. Zrážkovú vodu možno piť len v krajnom prípade, obsahuje oveľa menej solí ako telesné tekutiny, tkanivá a bunky. Rýchlo sa vstrebáva, riedi krv a spôsobuje rozpad červených krviniek.
Povrchová voda je voda bystrín, potokov, riek, rybníkov, jazier, priehradných nádrží. Osobitným druhom je morská voda. Povrchová voda obsahuje viac rozpustených látok ako zrážková, býva mäkká až stredne tvrdá. Vždy býva znečistená veľmi premenlivým množstvom organických a anorganických látok, jej teplota sa mení podľa teploty vzduchu.
Podzemná voda je pre svoju kvalitu najcennejším zdrojom pitnej vody. Vzniká z povrchovej a zrážkovej vody, ktoré veľmi pomaly prenikajú pôdou, pritom sa zbavujú nečistôt a z pôdy získavajú prvky a soli podmieňujúce špecifické vlastnosti podzemnej vody. Takto vzniknutú podzemnú vodu nazývame vadózna (plytká) voda, kým vodu tvoriacu sa pri chemických reakciách v litosfére nazývame juvenilná (panenská). Osobitným druhom podzemných vôd sú minerálny vody, ktoré v 1 kg obsahujú najmenej 1 g rozpustných látok alebo plynov či 1 mg sírovodíka neorganického pôvodu, 5 mg jódu alebo 10 mg dvojmocného železa.
Morská voda je osobitný druh povrchových vôd. V 1 kg morskej vody je rozpustených priemerne 35 g soli. Ich obsah i vzájomný pomer sú veľmi stále a sú charakteristické pre určité moria a oceány. S pribúdajúcou hĺbkou sa obsah solí zvyšuje - pri pobreží býva nižší než na šírom mori.
Pitná voda – charakterizuje ju štátna norma, ktorá určuje čo nesmie pitná voda obsahovať alebo ako nesmie pôsobiť. V zmysle normy je zdravotne neškodná tá voda, ktorá ani pri dlhodobom používaní nesmie byť príčinou porúch zdravia či ochorenia. Nesmie obsahovať nijaké jedovaté, rádioaktívne či biologicky škodlivé aktívne látky.
Pitná voda je najdôležitejším sprostredkovateľom medzi geochemickými vlastnosťami ovzdušia a pôdy a ľudským organizmom. Zrážkové a povrchové vody vnášajú do pôdy prvky a zlúčeniny z ovzdušia, produkty ľudskej činnosti i látky, ktoré sú súčasťou prirodzeného kolobehu prvkov v prírode. Zdrojom pitnej či úžitkovej vody môže byť podzemná alebo povrchová voda I. a II. triedy čistoty. Najobvyklejším zdrojom pri individuálnom zásobovaní vodou sú studne. Aby ich voda bola a zostala zdravotne vyhovujúca, studňu treba dobre postaviť a udržiavať.
Ani úžitková voda nesmie obsahovať nijaké látky, ktoré by mohli akokoľvek poškodzovať ľudské zdravie. Prirodzene musí byť aj bakteriologicky neškodná. Nesmie sa používať ani pri ošetrovaní chorých.
Prevádzková voda slúži výlučne potrebám priemyslu a poľnohospodárstva, preto pre ňu neurčujeme nijaké hygienické kritériá. Bežný človek vôbec nemá prísť s touto vodou do styku.
Veľkým nebezpečenstvom je znečistenie vody choroboplodnými mikroorganizmami a cudzopasníkmi. Nemenším nebezpečenstvom je znečistenie vody jedovatými alebo rádioaktívnymi látkami. Medzi najznámejšie a najnebezpečnejšie patria arzén, kyanidy, kadmium alebo ortuť.
Voda dáva život, ale môže prinášať aj smrť. Bolo by však dobré uvedomiť si, že znečistenie, ktoré hubí vodu a mení ju na tragického posla nešťastia, býva vo väčšine prípadov dôsledkom ľudského zásahu. Teda nie voda, lež človek je vinný – a to treba mať stále na pamäti.
Odpadky
Problém odpadkov nie je nový, existoval odjakživa, keď sa na Zemi objavil človek. Človek vytvára čoraz viac vecí. Pritom zákonite vzniká aj také množstvo odpadu, že príroda je ním zamorená. Množstvo odpadových látok presahuje samočistiacu schopnosť prírody. Moderná chémia vytvára a produkuje látky, ktoré sa dosiaľ v prírode nevyskytovali. Odpadové látky sú teda všetky výtvory ľudskej činnosti, ktoré sa už ďalej nevyužívajú, aj keď značná časť z nich by sa mohla vrátiť výrobe a znovu zhodnotiť. Túto využiteľnú časť nazývame odpadové suroviny.
1.5 Odpadové látky
možno rozdeliť podľa mnohých hľadísk. Podľa konzistencie rozlišujeme pevné, tekuté a plynné odpady. Podľa zloženia a vlastností ich rozdeľujeme na organické a anorganické, podľa miesta vzniku rozoznávame sídliskové odpady, odpadové látky z priemyslu a poľnohospodárstva a špeciálne odpadové látky, ako sú napríklad odpady z nemocníc a zo zdravotníckych či veterinárnych zariadení. Podľa účinku na ľudský organizmus delíme na odpadové látky interné, ktoré nijako nepoškodzujú ľudské zdravie a na podmienene škodlivé, ktoré buď samy alebo svojimi splodinami ohrozujú ľudský organizmus a na škodlivé látky, ktoré svojimi toxickými alebo biologickými účinkami spôsobujú ochorenie i smrť ľudí.
Rozrastajúce sa mestá produkujú čoraz viac splaškov. Tieto odtekajú – raz lepšie, inokedy horšie, alebo vôbec nevyčistené od potokov, riek, rybníkov, v ktorých sa kúpeme a ktorých vodu upravujeme a pijeme, pretože zdrojov podzemných vôd rapídne ubúda. Výsledkom tejto pochybnej činnosti je eutrofizácia povrchových vôd a náklady, ktoré sme ušetrili na čistení odpadových vôd.
Na znehodnocovaní povrchových vôd má nemalý podiel aj priemysel. Nedbanlivosťou pri prevádzke i vďaka nemiestnym úsporám uniká z našich závodov čoraz väčšie množstvo odpadových vôd. V niektorých priemyselných odpadových vodách sú aj vyslovene toxické látky. Z továrni unikajú do vôd fenoly, soli najrozličnejších kovov a ktoviečo ešte. Odpady putujú riekami do morí, ktoré sa stávajú žumpou našej planéty.
