Životné prostredie – pojem tisíc ráz skloňovaný vo všetkých vo všetkých a nemožných súvislostiach. Kto by ho nepoznal? Ale naozaj vieme , o čom hovoríme, keď hovoríme o životnom prostredí.
Konferencia OSN, ktorá sa konala v júni 1972 v Štokholme, v úvodnej časti svojej záverečnej Deklarácie o životnom prostredí formulovala význam životného prostredia takto: ,,Človek je súčasťou i tvorcom svojho prostredia, ktoré mu dáva predpoklady na život a poskytuje mu možnosti na intelektuálny, morálny, sociálny a duchovný rozvoj. Po dlhom a strastiplnom vývoji ľudstva na tejto planéte sa dosiahol stav, keď rýchly pokrok vo vede a v technológií človeku umožňuje, aby vytváral svoje prostredie spôsobmi a v rozsahu aké nemajú obdobu. Oba aspekty ľudského prostredia – prostredie prirodzené i umelé - sú veľmi dôležité, aby človek mohol žiť v blahobyte a využívať základné ľudské práva – dokonca aj samo právo na život.
Pojem životné prostredie definovala už v roku 1967 konferencia UNESCO: ,,prostredie človeka je tá časť sveta, s ktorou je človek vo vzájomnej interakcii (vo vzájomnom pôsobení), to jest ktorú používa, ovplyvňuje a prispôsobuje sa jej.“
Oba texty chápu prostredie a človeka ako jediný, nedeliteľný celok, pretože človek svoje prostredie nielen používa a ovplyvňuje, ale sa mu aj prispôsobuje. Teda vzťahy medzi človekom a prostredím sú aktívne, nemôžu existovať popri sebe, ale závisia od seba oveľa väčšmi, ako si ich človek vo svojej pýche dobyvateľa a vládcu vôbec je ochotný priznať.
Definíciu životného prostredia už poznáme. Získali sme dokonalú predstavu o tom, čo všetko tento pojem zahrňuje? Zďaleka nie! Veď predstava o tom, čo je to ,,časť sveta, s ktorou je človek v interakcii“, je taká obsažná, že v rámci nej si každý môžu predstavovať čokoľvek. Pokúsme sa teda túto bezbrehosť postupne konkretizovať.
Priestor, v ktorom môžu na našej planéte jestvovať živé organizmy, nie je veľmi rozsiahly. A priestor využiteľný za zvyčajných podmienok ľuďmi je ešte obmedzenejší, pretože človeka viaže pevná zem, musí dýchať vzduch, ktorého je dostatok len do určitej nadmorskej výšky, môže piť len sladkú vodu a živí sa prevažne plodmi pevnej zeme. To všetko veľmi obmedzuje jeho životné prostredie ako priestor skutočnej ľudskej existencie. Prostredie, v ktorom môžu existovať živé organizmy, sa nazýva biosféra. Delí sa na atmosféru, to je vzdušný obal Zeme, hydrosféru, zahrnujúcu vodstvá zemskej kôry. Aj keď človek môže istý čas jestvovať mimo biosféry, musí si však vytvoriť umelé prostredie zodpovedajúce jej podmienkam. Musí si teda vziať biosféru so sebou ako slimák svoju ulitu.
Samo prostredie možno ďalej deliť podľa najrozličnejších hľadísk. Deklarácia OSN hovorí o prirodzenom prostredí nedotknuteľnej prírody a o umelom prostredí, vytvorenom ľuďmi. Z iného pohľadu môžeme rozlišovať prostredie živé(biotické) a neživé(abiotické). Aj odborníci rozličných profesií celkom odlišne chápu náplne pojmu životné prostredie. Tak by sme mohli pokračovať, až by nás nakopené termíny napokon úplne pohltili. Pogrund navrhol rozčleniť životné prostredie na dve základné skupiny – na biofyzikálne a duševné prostredie človeka. Biofyzikálne prostredie zahrňuje predovšetkým vonkajšie prostredie – vzduch, vodu, pôdu, priestor, elektrické a magnetické pole a mnohé ďalšie zložky.
Zložky vonkajšieho prostredia môžeme rozdeľovať na fyzikálne vplyvy, siahajúce od mechanického pôsobenia, akým je pohyb, tlak, hmotnosť, cez zvukové, optické a tepelné účinky, až po vplyvy elektromagnetických a silových polí. Chemické vplyvy sú už dnes také rozsiahle že sú prakticky nekontrolovateľné. Chemické látky pôsobia na organizmus cez kožu, s ktorou prichádzajú denne do styku v podobe šatstva a bielizne, mydiel, pracích prostriedkov, krémov i rozličných tekutín, do organizmu prenikajú s vdychovaným vzduchom , potravou a nápojmi. Sú súčasťou všetkých predmetov, ktoré nás obklopujú. Pri ich odbúravaní alebo pri premenách, ktorými prechádzajú v našom tele, vznikajú spravidla neškodné alebo organizmu prospešné látky. Ale niekedy sa môžu vytvárať aj oveľa škodlivejšie látky, ako bola pôvodná chemikália.
Biologické vplyvy vyvoláva účinok živých organizmov, to jest choroboplodných mikróbov, vírusov, kvasiniek a plesní. Vyvolávajú ich niektoré časti alebo produkty živočíchov či rastlín, alebo parazitické červy. Patria sme aj látky, ktoré zapríčiňujú precitlivenosť organizmu a rozličné alergické ochorenia, ďalej rádioaktívne žiarenie a poruchy spôsobené nedostatkom vody, potravy, vitamínov alebo niektorých životne dôležitých prvkov.
Z rozsiahlej palety biologických vplyvov sú pre organizmus najzávažnejšie tri:
Teratogénne účinky sa prejavujú tým, že vyvíjajúci sa ľudský plod poškodia ešte v období ťarchavosti. Typickým teratogénnym činiteľom je vírus ružienky. Ak žena v ťarchavosti ochorenie môže dieťa mať vrodenú chybu. Mutagénne látky poškodzujú chromozómy zárodočných buniek, v ktorých sú v podobe reťazcov rozlične usporiadaných deoxyribonuleových kyselín (DNK alebo aj DNA) zakódované dedičné dispozície. I reťazcoch medzi vonkajšími a vnútornými prostredím a živými organizmami. Je aj nevyhnutným dodávateľom niektorých životne dôležitých prvkov.
ch poškodenie sa prejaví vrodenou vývojovú chybou alebo vrodenou poruche niektorej funkcie, ktorá sa prenáša z poškodených detí aj na ďalšie generácie. Karcinogénne účinky vyjadrujú schopnosť niektorých látok alebo činiteľov vyvolávať zhubné bujnenie, ktoré sa najčastejšie prejavuje ako rakovina – karcinóm. Veľká časť karcinogénov má aj mutagénne účinky.
Človek má v súčasnosti technické prostriedky, ktoré mu umožňujú zasahovať a meniť základné zložky životného prostredia tak v určitom mieste, ako aj na celej planéte. Preto túto kapitolu nemožno ukončiť inak ako múdrymi slovami akademika Charváta: ,, Máme v rukách osud svoj i svojich potomkov, dokonca i celej planéty, na ktorej žijeme. Niet dôvodu podliehať panike, ale bez racionálneho riešenia problémov, ktoré prináša civilizácia, by sme zdegradovaným vonkajšieho prostredia napokon degradovali sami seba. Je v našej moci , aby sa to nestalo.“ Človek nemôže žiť mimo istého prostredia, v ktorom sú vhodné podmienky na jeho existenciu. Z prostredia prijíma kyslík, vodu, výživu a mnohé ďalšie látky a do prostredia vylučuje neupotrebiteľné produkty svojej látkovej premeny – metabolizmus. Súčasne ako jediný živý tvor priamo a vedome ovplyvňuje a mení svoje prostredie.
Obrana alebo útok?
Každý ľudský organizmus je v ustavičnej interakcii s vonkajším prostredím. Toto prostredie však neformuje človeka pasívne ako napríklad voda alebo vietor vyhladzujú a rozrušujú kameň, ale ľudský organizmus reaguje na vonkajšie podnety aktívne. Musíme si uvedomovať, že ani reakcia na ten istý podnet nemusí byť vždy rovnaká. Inak reaguje svieži a inak unavený človek, rozdiel je medzi reakciou zdravého a chorého jedinca. Ani prostredie na tom istom mieste nie je stále rovnaké – mení sa jeho teplota, tlak vzduchu, vlhkosť ovzdušia a veľa ďalších faktorov, ktoré priamo či nepriamo pôsobia na človeka. Preto musíme mať stále na pamäti dynamiku a premenlivosť vzájomných vzťahov medzi človekom a jeho prostredím. Reakcia organizmu závisí vo väčšine prípadov, no nie vždy, od kvality a sily – intenzity podnetu. Čo sa týka intenzity, rozlišujeme podnety podprahové, ktoré organizmus vníma, ale nereaguje na ne. To však vôbec neznamená, že preň nie sú dôležité. Ak sa sila podnetu zväčší, podnet sa stáva prahový alebo nadprahový a organizmus naň reaguje. Podnety prijíma špecifický receptom – či už zmysly, alebo kožné receptory reagujúce na teplo, chlad, bolesť a podobne. Nervové dráhy prenášajú podnet do CNS, kde sa analyzuje a rozhodne sa o spôsobe reakcie aj o efektore, ktorý uskutoční odpoveď organizmu.
Vplyvy prostredia na organizmus rozdeľujeme ďalej na fyziologické, to sú také, ktoré nepoškodzujú organizmus ani nenarúšajú jeho vnútorné prostredie a na patologické, ktoré ohrozujú alebo narúšajú stabilitu vnútorného prostredia. Často ich však nemožno presne ohraničiť. Podnety môžu mať hmotný alebo nehmotný charakter. Na človeka môže slovo v mnohých prípadoch pôsobiť oveľa dôraznejšie ako bolesť, horúčava, chlad či akýkoľvek iný hmotný podnet.
Schopnosť ľudského organizmu reagovať na podnety vonkajšieho prostredia je základom adaptability, ktorá človeku umožňuje prežiť aj v najkomplikovanejších podmienkach. Medzi najrozšírenejšie formy adaptácie patrí:
imunitná reakcia: Ak prenikne do organizmu cudzorodá látka, uvedie do chodu mnohé špecifické a nešpecifické mechanizmy, ktorých cieľom je zničiť ju a odstrániť z organizmu. Nešpecifické obranné reakcie organizmu sú také, ktorými sa telo bráni proti akejkoľvek cudzorodej látke, či už ide o choroboplodné mikroorganizmy alebo napríklad o čiastočky prachu, ktoré prenikajú až do pľúcnych alveol. Prvou obrannou líniou nešpecifických obranných procesov sú tkanivové bariéry vytvárané kožou a sliznicami, ktoré vystielajú telové dutiny. Ak cudzorodá častica prenikne cez tkanivovú bariéru, dostáva sa do miazgových ciest a uzlín, kde sa vyskytujú zvláštne bunky, schopné tieto cudzorodé látky pohltiť. Táto ich schopnosť sa nazýva fagocytóza a bunky so schopnosťou fagocytózy sa nazývajú fagocyty. Veľký vedec a objaviteľ fagocyty Mečnikov hovoril o fagocytoch ako o zdravotnej polícii ľudského tela, ktorá sa náhli všade tam, kam cudzorodí votrelci, väčšinou baktérie alebo bakteriálne jedy – toxíny, vnášajú do tela zmätok a rozvrat. Fagocyty sa náhlia krvnými a miazgovými cestami obnoviť poriadok, obnoviť narušenú homeostázu vnútorného prostredia.
Cudzorodé látky obsahujúce bielkoviny alebo sacharidy sa správajú ako antigén a v organizme vyvolávajú tvorbu špecifických protilátok. Tieto protilátky vznikajú v lymfocytoch a kolujú v krvi viazané na krvné bielkoviny- globulíny. Tieto protilátky sú špecifické preto, že účinkujú výlučne proti jedinému antigénu, ktorý podnietil ich tvorbu. Organizmus nerozlišuje, či antigén prospieva alebo neprospieva telu. Pre organizmus je cudzorodou látkou, ktorá sa musí z tela odstrániť. Ako antigén pôsobia i transplantované orgány, preto si telo vytvára aj proti nim špecifické protilátky. Protilátka sa najprv viaže na antigén a v ďalšej fáze ho zneškodní tým, že antigén hmotnej povahy /mikrób/ splynie s iným rovnakým antigénom alebo sa rozpustí.
Druhým dôležitým adaptačným mechanizmom ľudského organizmu je stres. Podnety, ktoré nenarušia stálosť vnútorného prostredia organizmu, spravidla nevyvolávajú nijakú odozvu organizmu. Iba podnety ohrozujúce alebo narušujúce homeostázu vyvolávajú súbor obranných reakcií, ktoré nazývame stres. Akademik Charvát definuje stres ako stav, v ktorom živý organizmus mobilizuje obranné alebo nápravné zariadenia. Stres nie je ani príčina ani podnet, ktorý vyvolal obrannú reakciu organizmu, ani poškodenie organizmu. Vyvolávajúci podnet sa nazýva stresov. Môže to byť podnet z vonkajšieho prostredia – úraz, horúčava, chlad, chemická škodlivina a pod., ale aj porucha vnútorného prostredia, ako je bolesť, zápal, horúčka a iné. Pre človeka sú silným stresorom aj symbolické podnety – urážka, hrozba alebo hoci len neodôvodnený pocit ohrozenia. Človeku vždy záleží na osobnom vzťahu k podnetu, preto rozliční ľudia reagujú na rovnaký podnet rozlične. Organizmus reaguje na stres okamžitou mobilizáciou vnútorných obranných mechanizmov, ktoré si vytvoril v priebehu vývoja človeka. Tieto mechanizmy sú v nás už hotové, pripravené na okamžité použitie. Súboru obranných reakcií hovoríme podľa Selye generálny adaptačný syndróm /GAS/ a rozlišujú sa tri fázy:
-Poplachová reakcia vzniká hneď po účinku stresora, má zabrániť nenapraviteľnému poškodeniu organizmu a získať čas na uplatnenie hlavne endokrinných obranných reakcií. V tomto štádiu sa prechodne zníži celková odolnosť organizmu.
-Štádium rezistencie je vtedy, ak ohrozenie pretrváva alebo ak sa pôsobenie stresov opakuje – prejavuje sa celkovým zvýšením odolnosti organizmu.
-Štádium vyčerpania nastáva ak záťaž trvá pridlho alebo ak prekročí obranné schopnosti organizmu. Celková odolnosť organizmu prudko klesá, obranné reakcie zlyhávajú a môže nastať aj smrť.
Priebeh a výsledok GAS závisia od toho, aký stresor pôsobí, ako dlho a ako silne účinkuje a aký je stav organizmu v čase záťaže. Organizmus vyčerpaný chorobou reaguje celkom inač ako zdravý organizmus. GAS spravidla neprebieha až do konca. Väčšinou sa uskutoční iba prvá, nanajvýš druhá fáza. Pri strese sa najprv aktivizujú svaly a uvoľňuje sa značná energia, ktorú naši predkovia spotrebovali pri boji alebo úteku. Súčasné poznatky ukazujú, že práva táto nadbytočná a nespotrebovaná energia a uvoľnené katecholamíny môžu byť jedným z faktorov, ktoré ovplyvňujú vznik tzv. civilizačných chorôb.
Vzduch
Definícia hovorí, že ovzdušie čiže atmosféra je vzdušný obal obklopujúci našu Zem. Je jednou zo základných zložiek biosféry, bez ktorej by život na našej planéte nemohol v dnešnej podobe vôbec existovať. Za milióny a miliardy rokov sa z prapôvodnej astmosféry, celkom odlišnej od terajšej, vyvinulo také ovzdušie, aké poznáme dnes. Zďaleka nie je také jednoduché, ako sa nám zdá. Atmosféra je veľmi komplikovaný systém obsahujúci množstvo zložiek, ktoré v každučkej chvíli pôsobia nielen vzájomne na seba, ale aj na všetky živé organizmy. Ľudský organizmus – tak ako organizmus všetkých ostatných živých tvorov – sa dokonale prispôsobil súčasnému ovzdušiu, preto akúkoľvek jeho zmenu pociťuje ako ohrozenie svojho vnútorného prostredia. Teda zachovanie súčasného stavu ovzdušia je nevyhnutnosťou pre všetok život na našej planéte.
Pozoruhodné je už samotné zvrstvenie atmosféry. Pre väčšinu živých tvorov je najdôležitejšia najnižšia vrstva ovzdušia – troposféra. V priemere siaha až do výšky 10-12 km nad zemský povrch, ale jej výška na rozličných miestach Zeme značne kolíše. Na rovníku siaha až do 17-18 km, kým nad pólmi sa znižuje iba na 9-10 km. Výška troposféry sa mení aj počas roka: najmenšia býva v januári, najväčšia v júli.
V troposfére je asi 90 percent všetkého vzduch a prakticky všetky vodné pary. Hustota vzduchu, ktorá je pri vodnej hladine 1000 g.m-3 , s pribúdajúcou výškou prudko klesá. Vo výške 10 km sa znižuje na 450 g.m-3 vzduchu. Vzduch v troposfére je v ustavičnom pohybe. Teplý prúdi nahor a chladný nadol, z oblastí vyššieho tlaku sa hrnie do oblasti nižšieho tlaku, takže vzduchové masy sa tu ustavične miesia ako cesto v nepredstaviteľne veľkej dieži. V tejto vrstve prebieha i väčšina procesov utvárajúcich počasie. Teplota vzduchu s pribúdajúcou výškou klesá – na každých 100 m pribúdajúcej výšky klesne o 0,65 stupňov Celzia. Ak letíte v dopravnom lietadle vo výške 10 km, teplomer vonkajšej teploty udáva, že za okienkom lietadla je -50 až -55 stupňov C.
Hraničná vrstva medzi troposférou a nasledujúcou stratosférou sa nazýva tropopauza. Ani ona netvorí ostré rozhranie medzi oboma vrstvami, lež zvoľna do nich prechádza a jej výška sa mení zhodne s výškou troposféry.
Ďalšia vrstva ovzdušia je stratosféra. Siaha od hraníc troposféry do výšky 80 km nad zemským povrchom. Ešte sa rozdeľuje na vlastnú stratosféru, ktorá vo výške 40 km prechádza do mezosféry. V celej stratosfére je asi 9 zo zvyšných 10 percent vzduchu, hustota vzduchu vo výške 50 km klesá iba na 1,1 g.m-3 . Tlak vzduchu je tu taký nízky, že okrem niektorých mikróbov tu nemôže žiť nijaký živý organizmus. Teplota vzduchu sa až do 30 km nemení, ale potom opäť klesá na -90 až -100 0C na hraniciach stratosféry.
Najdôležitejšou časťou stratosféry je ozónová vrstva. Rozkladá sa v pásme od 15 do 40 km. Je v nej nahromadený ozón, ktorý sa v nižších vrstvách atmosféry bežne nevyskytuje. Vzniká napríklad pri elektrických výbojoch v ovzduší, preto po búrke cítime jeho charakteristickú prenikavú vôňu. Ale v bežných podmienkach ozón, to je kyslík, ktorého molekula obsahuje namiesto bežných dvoch atómov tri, z ovzdušia rýchle mizne, lebo sa mení na stabilný kyslík O2. V ozónovej vrstve však pretrváva v podobe O3 a nad našou zemeguľou vytvára akýsi ochranný štít, ktorý nedovoľuje, aby na zemský povrch prenikalo krátkovlnné ultrafialové žiarenie. Keďže toto žiarenie má veľkú energiu, účinkuje podobne ako rádioaktívne lúče. Na ožiarenej koži a slizniciach vyvoláva zápalovú reakciu a pri dlhšom pôsobení môže podnecovať i zhubné bujnenie alebo spôsobiť génové mutácie. Ozónová vrstva ho však zachytí, preto je životne dôležitá pre všetky živé tvory. Napriek tomu ju človek poškodzuje. Moderné nadzvukové lietadlá prenikajú až do ozónovej vrstvy a činnosť motorov ju ničí. Vedci vyrátali, že ak bude denne lietať 500 nadzvukových lietadiel v tejto vrstve iba 5 hodín, za rok sa zníži množstvo ozónu najmenej o 1 %.
Ozónovú vrstvu však ohrozuje ďalší, zdanlivo celkom banálny nepriateľ. Vo všetkých tlakových rozprašovačoch je neutrálny plyn freón. Napĺňajú sa ním aj chladničky. Freón sa v ovzduší nemení a nereaguje ani s látkami v rozprašovačoch. Stúpa nahor a prudko reaguje iba s ozónom v stratosfére. Aj keď nevieme v akom rozsahu a ako rýchlo sa nahradí úbytok ozónu, už dnes musíme starostlivo zvážiť, či prípadné budúce škody sú zodpovedajúcou daňou ľudstva za súčasný pokrok.
Na stratosféru nadväzuje ionosféra. Siaha do výšky 400 km nad hladinou mora. Vzduch sa v nej prudko ohrieva až na niekoľko 100 stupňov, preto sa nazýva aj termosféra. Hustota vzduchu je tu zanedbateľná – vo výške 200 km nie je väčšia ako 0,0000003 g.m-3. Slnečné žiarenie tu má veľkú energiu, dosiaľ neoslabenú priechodom vzdušnými vrstvami. Molekuly plynov štiepi na ióny, ktoré sa v niektorých miestach zoskupujú a vytvárajú súvislé vrstvy odrážajúce rádiové vlny. Umelé družice Zeme preukázali aj pásma zvýšenej rádioaktivity – Van Allenove radiačné pásy. V ionosfére tiež vzniká prekrásna polárna žiara, vyvolaná ionizáciou častíc slnečného žiarenia.
Na ionosféru nadväzuje posledná vrstva ovzdušia – exosféra. Siaha asi do vzdialenosti 1000 km nad Zemou a plynule prechádza do kozmického priestoru.
Bez atmosféry by na Zemi nemohol existovať život v dnešnej podobe. Vďaka nej a jej samočistiacej schopnosti ovzdušie zneškodňuje stále narastajúce množstvo škodlivín vypustených do vzduchu. Prúdenie vzduchu v atmosfére a s ním spojené fyzikálne a chemické procesy vytvárajú počasie a významne ovplyvňujú ľudské zdravie. Prúdenie vzduchu medzi teplejšími a chladnejšími miestami vyrovnáva veľké teplotné rozdiely medzi jednotlivými časťami našej Zeme i medzi dňom a nocou. V atmosfére zhorí i väčšina meteoritov, ktoré pustošia Mesiac a iné planéty.
1.2Anatómia vzduchu – zloženie ovzdušia
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.
