ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ Δημήτρης Μελάς Θεσσαλονίκη 2007

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή Η οικολογία και οι περιβαλλοντικές επιστήμες Η αιτία των περιβαλλοντικών προβλημάτων... 6 Η αύξηση του πλυθησμού του πλανήτη Φέρουσα χωρητικότητα Οικολογικό αποτύπωμα Ο αντίλογος Υστερόγραφο Η υπόθεση της Γαίας Βιωσιμότητα Η διάσκεψη του Ρίο και η Ατζέντα Η σύμβαση πλαίσιο για το κλίμα Τύποι και μέτρα βιωσιμότητας Ατμοσφαιρικοί ρύποι Ορισμός ατμοσφαιρικής ρύπανσης Σύντομη ιστορική αναδρομή Πριν τη βιομηχανική επανάσταση Η βιομηχανική επανάσταση Ο εικοστός αιώνας Μονάδες συγκέντρωσης Χρόνος παραμονής Βιογεωχημικοί κύκλοι Είδη ατμοσφαιρικής ρύπανσης Ανθρακικές ενώσεις Ενώσεις του θείου Ενώσεις του αζώτου Φωτοχημικό νέφος Αιωρούμενα σωμτίδια Γενικά Πηγές και καταβόθρες Χημική σύσταση.των σωματιδίων Επιπτώσεις των αερολυμάτων στην υγεία Όξινη βροχή Γενικά Επιπτώσεις στα δάση και τις καλιέργειες Επιπτώσεις στα υδατικά οικοσυστήματα Επιπτώσεις στα κτίρια Φαινόμενο του θερμοκηπίου Ποιά είναι τα θερμοκηπικά αέρια Πηγές εκπομπής Ο ρόλος των αιωρουμένων σωματιδίων Επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής Κανονισμοί και έλεγχος της ατμοσφαιρικής ρύπανσης

3 3. Περιβαλλοντική Μετεωρολογία Μερικές βασικές έννοιες θερμοδυναμικής και υδροστατικής α. Καταστική εξίσωση τελείου αερίου β. Ο νόμος των μερικών πιέσεων του Dalton γ. Ξηρές διεργασίες δ. Υδροστατική εξίσωση ε. Υψομετρική εξίσωση στ. Τυπική ατμόσφαιρα Βασικοί ορισμοί και έννοιες που σχετίζονται με την κατακόρυφη κίνηση α. Πακέτο αέρα β. Αδιαβατικές μεταβολές γ. Θερμοβαθμίδα δ. Ατμοσφαιρική ευστάθεια ε. Αιτίες κατακόρυφων κινήσεων Στατική ευστάθεια ξηρού αέρα Κατακόρυφη επιτάχυνση ενός πακέτου αέρα Δυναμική θερμοκρασία Ευστάθεια του υγρού αέρα Δυναμική ευστάθεια Αναστροφές θερμοκρασίας α. Αναστροφές ακτινοβολίας ή νυχτερινές αναστροφές β. Αναστροφές από κατάπτωση γ. Μετωπικές αναστροφές δ. Αναστροφές λόγω μεταφοράς Ημερήσια πορεία ατμοσφαιρικής ευστάθειας Ατμοσφαιρική ευστάθεια και διασπορά των ρύπων Η επίδραση του ανέμου στα επίπεδα ρύπανσης Τοπικά Συστήματα Κυκλοφορίας στην παράκτια ζώνη και η επίπτωση τους στην ποιότητα αέρα Τοπικές θερμικές κυκλοφορίες α. Θαλάσσια και απόγεια αύρα β. Αύρα ορέων και κοιλάδας γ. Θερμικό εσωτερικό οριακό στρώμα δ. Αστική θερμική νησίδα Επίπτωση της θαλάσσιας αύρας στην ποιότητα αέρα στην Αθήνα Μετεωρολογικές συνθήκες και επεισόδια ρύπανσης Εξαερισμός λίμνασμα και δυναμικό ατμοσφαιρικής ρύπανσης Το ατμοσφαιρικό οριακό στρώμα Εισαγωγή Ορισμός του ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος Σημασία του ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος Γενικά χαρακτηριστικά Τυρβώδης χαρακτήρας του ΑΟΣ Δομή του οριακού στρώματος

4 Ημερήσια πορεία Διασπορά ρύπων στο ΑΟΣ Ατμοσφαιρική τύρβη α. Γενικά β. Στρωτή ροή γ. Μετάβαση σε τυρβώδη ροή, αριθμός Reynolds δ. Χαρακτηριστικά της τύρβης Στατιστική περιγραφή της τύρβης Γενικά χαρακτηριστικά του στρώματος επιφανείας Λογαριθμικός νόμος Εκτίμηση των αεροδυναμικών χαρακτηριστικών της επιφανείας α. Ύψος μετατόπισης β. Αεροδυναμικό μήκος τραχύτητας Το ύψος του οριακού στρώματος Βιβλιογραφία

5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή 1.1 Η οικολογία και οι περιβαλλοντικές επιστήμες Σε παλιότερες εποχές οι επιστήμονες χαρακτηριζόταν από μία ευρύτητα γνώσεων. Το βάθος βέβαια στο οποίο έφθανε η επιστημονική γνώση ήταν σημαντικά μικρότερο από ότι το σημερινό αλλά ένας επιστήμονας ήταν σε θέση με ευκολία να συζητήσει ακόμη και να μελετήσει θέματα τα οποία με τα σημερινά δεδομένα θεωρούνται ότι ανήκουν σε διαφορετικούς επιστημονικούς κλάδους. Η συνεχής συσσώρευση όμως της επιστημονικής γνώσης έκανε συνεχώς δυσκολότερη την ενημέρωση και παρακολούθηση των εξελίξεων σε ένα επιστημονικό κλάδο με αποτέλεσμα οι επιστήμονες να είναι αναγκασμένοι να επιλέξουν κάποια περιοχή ειδίκευσης. Με την πάροδο του χρόνου μάλιστα η περιοχή ειδίκευσης γινόταν συνεχώς στενότερη. Η εξέλιξη αυτή επέτρεψε την διεξαγωγή έρευνας και την παραγωγή λεπτομερειακής γνώσης αλλά δημιούργησε και σημαντικά προβλήματα επικοινωνίας ανάμεσα σε επιστήμονες οι οποίοι εργάζονται σε διαφορετικές, ακόμη και γειτονικές, επιστημονικές περιοχές. Προκειμένου να αντιμετωπισθεί αυτό το χάσμα επικοινωνίας ξεκίνησε η δημιουργία ομάδων από συγγενείς ειδικότητες οι οποίες ήταν σε θέση να παρέχουν μια συνθετική αντίληψη σε σχετικά ευρεία αντικείμενα. Έτσι, για παράδειγμα, η γεωφυσική, η γεωχημεία, η υδρολογία, η ωκεανογραφία, η μετεωρολογία, η κλιματολογία και άλλοι κλάδοι ομαδοποιήθηκαν στις επιστήμες της γης γιατί όλες ασχολούνται με την φυσική και την χημεία της γης. Η ευρύτερη, πιθανόν, ομαδοποίηση επιστημονικών κλάδων περιλαμβάνει τις περιβαλλοντικές επιστήμες, οι οποίες πολλές φορές, κάπως χαλαρά, ονομάζονται περιβαλλοντική επιστήμη. Περιλαμβάνει όλους τους κλάδους που ασχολούνται με τις φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες οι οποίες λαμβάνουν χώρα στο περιβάλλον στο οποίο ζουν οι οργανισμοί. Οι περιβαλλοντικές επιστήμες ασχολούνται, ιδιαίτερα με τις αλλαγές στο περιβάλλον που προκαλούνται από τις ανθρώπινες δραστηριότητες, καθώς και τις άμεσες και τις μακροπρόθεσμες συνέπειές τους στην ευημερία των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Τα περιβαλλοντικά προβλήματα είναι γενικά στενά συνδεδεμένα με κοινωνικά προβλήματα και για την επίλυσή τους απαιτούνται πολιτικές αποφάσεις οι οποίες συνήθως επιφέρουν και οικονομικό κόστος. Κατά συνέπεια, οι περιβαλλοντικές επιστήμες περιλαμβάνουν επίσης πολλούς κλάδους των κοινωνικών επιστημών. Η περιβαλλοντική τεχνολογία, από την άλλη πλευρά 5

6 ορίζεται πολλές φορές σαν η εφαρμοσμένη επιστήμη. Είναι η εφαρμογή της επιστημονικής γνώσης για την παραγωγή υλικών και διεργασιών, κατά κανόνα για την αντιμετώπιση ή την πρόληψη των περιβαλλοντικών προβλημάτων. Συμπερασματικά, η επιστημονική μελέτη και διαχείριση της ποιότητας του περιβάλλοντος είναι: διεπιστημονική, καθώς αποτελεί μια σύνθεση των φυσικών, χημικών, βιολογικών και κοινωνικών επιστημών, και, εφαρμοσμένη, καθώς δεν περιορίζεται μόνο στη μελέτη αλλά προσανατολίζεται κυρίως στην επίλυση ή την διαχείριση των προβλημάτων. Η Περιβαλλοντική Φυσική ορίζεται γενικά σαν ο κλάδος της Φυσικής που ασχολείται με την αναγνώριση, την μέτρηση και την μοντελοποίηση των περιβαλλοντικών προβλημάτων. Κάνει χρήση των τεχνικών μέτρησης που αναπτύχθηκαν σε διάφορους κλάδους της φυσικής και χρησιμοποιεί τις μεθόδους της μαθηματικής φυσικής για την ανάπτυξη περιβαλλοντικών μοντέλων. Η οικολογία, από την άλλη πλευρά είναι κλάδος της βιολογίας ο οποίος πραγματεύεται τη σχέση ανάμεσα στους οργανισμούς και το περιβάλλον τους. Μεταξύ των περισσότερο δημοφιλών θεωριών του οικολογικού κινήματος είναι η βαθιά και η κοινωνική οικολογία: Η κοινωνική οικολογία βασίζεται στην άποψη ότι στον πυρήνα των σοβαρών οικολογικών ανισορροπιών που αντιμετωπίζουμε σήμερα βρίσκονται οικονομικές, εθνικές και πολιτισμικές συγκρούσεις, γι' αυτό και το πραγματικό πεδίο όπου θα κριθεί το οικολογικό μέλλον του πλανήτη είναι το κοινωνικό. Ο όρος "βαθιά" οικολογία θέλει να τονίσει την αντιπαράθεση με τη "ρηχή" οικολογία, δηλαδή τη χρησιμοθηρική και ανθρωποκεντρική προσέγγιση του περιβάλλοντος, αλλά και την "επιστημονική" οικολογία, που, επίσης, αντιμετωπίζει τη φύση ως κάτι ξεχωριστό από εμάς, ως εάν ο παρατηρητής να μην αποτελεί μέρος του αντικείμενου της παρατήρησης. Οι οπαδοί της Βαθιάς Οικολογίας τονίζουν ότι εμείς οι άνθρωποι αποτελούμε ένα μέρος από το ζωντανό οικοσύστημα του πλανήτη και ότι μόνο καταλαβαίνοντας και βιώνοντας την ενότητά μας με αυτό το σύνολο θα ξεφύγουμε από την ατομιστική δυτική κουλτούρα, για να ανακαλύψουμε πλήρως την αληθινή μας ανθρώπινη φύση. 1.2 Η αιτία των περιβαλλοντικών προβλημάτων Η περιβαλλοντική έρευνα εστιάζεται συνήθως στην κατανόηση και την επίλυση των περιβαλλοντικών προβλημάτων. Αν θεωρήσουμε για παράδειγμα το πρόβλημα της οξίνισης, στο οποίο μάλιστα έχει επιτευχθεί σημαντική πρόοδος, η επιστημονική έρευνα εντόπισε την αιτία του προβλήματος και πρότεινε λύσεις οι οποίες επιβλήθηκαν νομοθετικά. Συνοπτικά μπορούμε να αναφέρουμε: 6

7 Αιτία: Οι εκπομπές οξειδίων του θείου και του αζώτου από την καύση ορυκτών καυσίμων, και ιδιαίτερα κάρβουνου. Λύση: Χρήση καυσίμων με χαμηλότερη περιεκτικότητα σε θείο και τοποθέτηση φίλτρων για την απομάκρυνση των ενώσεων αυτών. Από πρώτη άποψη η παραπάνω προσέγγιση του προβλήματος φαίνεται λογική. Εφόσον μάλιστα έχει ήδη δώσει θετικά αποτελέσματα μπορούμε με σχετική ασφάλεια να τη θεωρήσουμε επιτυχημένη. Μια προσεκτική όμως ανάλυση του προβλήματος δημιουργεί κάποιες αμφιβολίες: Θα είναι η λύση βιώσιμη, λαμβάνοντας μάλιστα υπόψη τη συνεχή αύξηση του πληθυσμού του πλανήτη και των οικονομικών δραστηριοτήτων; Γιατί αυτή η στρατηγική αφήνει έξω άλλα προβλήματα που συνδέονται με τις προαναφερθείσες εκπομπές, όπως είναι οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και η υποβάθμιση της γης στους χώρους εξόρυξης του κάρβουνου; Τελικά, μήπως μελετάμε και θεραπεύουμε (μερικά από) τα συμπτώματα και δεν αγγίζουμε την αιτία του προβλήματος; Αναζητώντας την ρίζα του προβλήματος αξίζει τον κόπο να εξετάσουμε ένα άλλο παράδειγμα. Το Μπαγκλαντές έχει επανειλημμένα πληγεί τις τελευταίες δεκαετίες από φυσικές καταστροφές: τυφώνες, πλημμύρες και παλιρροιακά κύματα δημιούργησαν μεγάλες καταστροφές αφήνοντας εκατομμύρια ανθρώπων άστεγους. Ενώ από πρώτη άποψη, τα φυσικά φαινόμενα φαίνονται να είναι υπεύθυνα για τα προβλήματα που δημιουργήθηκαν, μια πιο προσεκτική ματιά δίνει μια άλλη διάσταση στο πρόβλημα. Το Μπαγκλαντές είναι μια χώρα με μικρή σχετικά έκταση της οποίας ο πληθυσμός έχει ξεπεράσει τα 100 εκατομμύρια ανθρώπους. Οι κάτοικοι της χώρας προκειμένου να εξασφαλίσουν στέγη, τροφή και καύσιμα έχουν απογυμνώσει μεγάλες εκτάσεις, αφήνοντας την γη εκτεθειμένη σε πλημμύρες. Ταυτόχρονα οι άνθρωποι, σε αναζήτηση εύφορων εκτάσεων μετακινούνται στα δέλτα των ποταμών, περιοχές οι οποίες γενικά είναι ασταθείς και ανασφαλείς. Η επικρατούσα λοιπόν επιστημονική άποψη ισχυρίζεται ότι η σημαντικότερη αιτία της υποβάθμισης του περιβάλλοντος είναι η αύξηση του ανθρώπινου πληθυσμού. Η άποψη αυτή περιγράφεται πολύ καλά από τον Garrett Hardin στο κλασσικό άρθρο του «Tragedy of the commons». Κοινόχρηστοι είναι οι πόροι οι οποίοι δεν είναι στην κατοχή κανενός αλλά χρησιμοποιούνται από πολλούς. Ο αέρας, οι θάλασσες, τα δημόσια δάση και τα λιβάδια, αποτελούν παραδείγματα τέτοιων πόρων. Ο Hardin αποκαλεί την υποβάθμιση των κοινόχρηστων πόρων σαν την «τραγωδία των κοινών». O συγγραφέας επισημαίνει ότι τα παλιά χρόνια μπορούσες να πετάξεις το κατακάθι του καφέ σου στο ρέμα γιατί σύμφωνα με τα λόγια του παππού του «Το τρεχούμενο νερό αυτοκαθαρίζεται κάθε 10 μίλια». Όταν όμως υπάρχουν εκατοντάδες ή χιλιάδες άνθρωποι κατά μήκος του ρέματος, η ικανότητα καθαρισμού του νερού εξαντλείται. Προκειμένου να τεκμηριώσει την άποψή του ο Hardin χρησιμοποιεί το παράδειγμα ενός λιβαδιού, ενός κοινόχρηστου πόρου. Ισχυρίζεται ότι σε αυτή την περίπτωση δεν υπάρχει 7

8 κίνητρο για την διατήρηση του πόρου γιατί αυτός που διατηρεί «χάνει». Εξάλλου, ο καθένας έχει την εντύπωση ότι η μεμονωμένη ζημιά την οποία μπορεί να προκαλέσει είναι πολύ μικρή, σχεδόν αμελητέα μέσα στο όλο. Ένας τρόπος αντιμετώπισης του προβλήματος είναι η ιδιωτικοποίηση των κοινόχρηστων πόρων. Η προηγούμενη εμπειρία όμως δείχνει ότι η ιδιωτικοποίηση μπορεί να οδηγήσει σε βραχυπρόθεσμη υπερεκμετάλλευση των πόρων σε βάρος της βιωσιμότητάς. Εκτός αυτού, παγκόσμιοι πόροι όπως ο αέρας και οι ωκεανοί δεν μπορούν να ιδιωτικοποιηθούν. Μια άλλη λύση είναι η χρήση των κοινόχρηστων πόρων σε ρυθμούς πολύ χαμηλότερους από το υπολογιζόμενο όριο βιωσιμότητάς τους. Αυτό μπορεί, μεταξύ άλλων, να επιτευχθεί μέσω του ελέγχου του πληθυσμού. Η επίδραση της ανθρώπινου πληθυσμού πάνω στο περιβάλλον μπορεί να περιγραφεί ποιοτικά από την παρακάτω εξίσωση: E = f ( Ν Π Τ) (1.1) όπου Ε είναι η επίδραση στο περιβάλλον, Ν είναι αριθμός των ατόμων, Π είναι η μέση ποσότητα των πόρων που καταναλώνεται από κάθε άνθρωπο και Τ είναι η περιβαλλοντική ζημιά που προκαλείται από τις τεχνολογίες οι οποίες χρησιμοποιούνται για να ικανοποιήσουν τις ανάγκες της κατανάλωσης. Η εξίσωση (1.1) δηλώνει ότι η ανθρώπινη επίδραση στο περιβάλλον είναι συνάρτηση του μεγέθους του πληθυσμού, το επίπεδο κατανάλωσης των πόρων και της περιβαλλοντικής επίδρασης από τη χρήση των πόρων. Αυτή η προσέγγιση προτείνει ότι η περιβαλλοντική υποβάθμιση οφείλεται στη συνέργεια πολλών παραγόντων και κανένας από αυτούς δεν μπορεί από μόνος του να δημιουργήσει κάποιο πρόβλημα. Αυτό δεν σημαίνει ότι οι επιμέρους παράγοντες είναι ισοδύναμοι, αντίθετα μάλιστα η σχετική σημασία τους ποικίλει ανάλογα με την φύση του προβλήματος. Ακόμη, κάθε ένας παράγοντας μπορεί να αναλυθεί σε επιμέρους συνιστώσες. Για παράδειγμα η περιβαλλοντική ζημιά που προκαλείται από την κατανάλωση των ορυκτών καυσίμων μπορεί να αναλυθεί σαν το γινόμενο των εκπομπών ανά μονάδα καυσίμου επί ένα συντελεστή που εκφράζει την αποδοτικότητα της αντιρρυπαντικής τεχνολογίας που χρησιμοποιείται. 8

9 Σχήμα 1.1 Η εκθετική αύξηση του πληθυσμού του πλανήτη τα προηγούμενα χρόνια και οι προβλέψεις για τις επόμενες δεκαετίες. Η αύξηση του πληθυσμού του πλανήτη Στο σχήμα 1.1 εμφανίζεται η εξέλιξη του πληθυσμού της γης τα τελευταία διακόσια περίπου χρόνια αλλά και προβλέψεις για τα επόμενα πενήντα περίπου χρόνια. Ο ρυθμός μεταβολής του πληθυσμού προκύπτει σαν η διαφορά του ρυθμού γεννήσεων και του ρυθμού θανάτων. Στα πρώιμα στάδια της ανθρώπινης ιστορίας, η ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου συνέβαλε στην ανάπτυξη πολιτισμών με αποτέλεσμα να μειωθεί ο ρυθμός θανάτων και να αυξηθεί ελαφρά ο πληθυσμός. Περίπου το 8000 π.χ. ο ανθρώπινος πληθυσμός άρχισε να αυξάνει αλματωδώς. Είναι η εποχή όπου η αγροτική επανάσταση έδωσε το δικαίωμα στους πρώην νομάδες να εγκατασταθούν σε συγκεκριμένες περιοχές και να διασφαλίσουν καλύτερα την τροφή τους. Τα μεσαιωνικά χρόνια, η πανώλη είχε σαν αποτέλεσμα να υπάρξει μια σημαντική μείωση του πληθυσμού αλλά τον 17 ο αιώνα η τεχνολογική πρόοδος επέτρεψε την μείωση του ρυθμού θανάτων και την μεγάλη αύξηση του πληθυσμού. Μέχρι αυτή την εποχή φαίνεται ότι η αύξηση του πληθυσμού οφειλόταν στην μείωση του ρυθμού θανάτων και δεν υπάρχουν ενδείξεις ότι υπήρξαν σημαντικές αλλαγές στο ρυθμό γεννήσεων. Όπως φαίνεται στο σχήμα 1.1 ο πληθυσμός του πλανήτη εμφανίζει τον τελευταίο αιώνα μια εκθετική αύξηση. Τα τελευταία χρόνια, ο ρυθμός γεννήσεων είναι περίπου 42 μωρά ανά 10 δευτερόλεπτα ενώ ο ρυθμός των θανάτων είναι περίπου 17 θάνατοι ανά 10 δευτερόλεπτα. Το συνολικό αποτέλεσμα είναι μια αύξηση του παγκόσμιου πληθυσμού με 25 άτομα ανά 10 δευτερόλεπτα. Με αυτό τον ρυθμό, χρειάζονται λιγότερο από δύο μήνες για να αυξηθεί ο πληθυσμός της γης με τόσους ανθρώπους, όσος είναι ο πληθυσμός της Ελλάδας. Πριν λίγα χρόνια, ο πληθυσμός της γης ξεπέρασε τα 6 δισεκατομμύρια (η 12 η Οκτωβρίου 1999 έχει καθορισθεί από τα Ηνωμένα Έθνη σαν η ημέρα των 6 δισεκατομμυρίων). Το 1987 φθάσαμε τα 5 δισεκατομμύρια. Μέχρι το 9

10 1975 δεν ξεπερνούσαμε τα 4 δισεκατομμύρια. Αξίζει εδώ να σημειωθεί ότι ο πληθυσμός της γης έφθασε το 1 δισεκατομμύριο μόλις το Σύμφωνα με υπολογισμούς ειδικών, o πληθυσμός της γης θα φθάσει τα 8-14 δισεκατομμύρια πριν αρχίσει να ισορροπεί στα τέλη του αιώνα. Περίπου % της αύξησης του πληθυσμού αναμένεται να συμβεί σε λιγότερο ανεπτυγμένες χώρες πολλές από τις οποίες αισθάνονται ήδη την πίεση του υπερπληθυσμού και της μείωσης των πόρων. Φέρουσα χωρητικότητα (carrying capacity) Η φέρουσα χωρητικότητα είναι το μέγεθος ισορροπίας του πληθυσμού στο οποίο κάποιος συγκεκριμένος πληθυσμός σε κάποιο συγκεκριμένο περιβάλλον μπορεί να σταθεροποιηθεί όταν η παροχή πόρων παραμένει σταθερή. Ο όρος μπορεί επίσης να ερμηνευθεί σαν το βιώσιμο μέγεθος του πληθυσμού: ο μέγιστος πληθυσμός ο οποίος μπορεί να υποστηριχθεί έπ αόριστον χωρίς υποβάθμιση του περιβάλλοντος. Σε αντίθεση με τους υπόλοιπους οργανισμούς, οι άνθρωποι μπορούν να αλλάξουν ριζικά την φέρουσα χωρητικότητα του περιβάλλοντος στο οποίο ζουν. Η ιστορική πορεία της μεταβολής του ανθρώπινου πληθυσμού εμφανίζει την επίδραση των επαναστατικών αλλαγών που άλλαξαν την φέρουσα χωρητικότητα. Η αύξηση του πληθυσμού των ανθρώπων έγινε δυνατή μέσω της ανάπτυξης η οποία μας επέτρεψε να χρησιμοποιήσουμε σε αυξανόμενη αναλογία τους πόρους της γης για τις ανάγκες μας. Το ερώτημα που προκύπτει είναι κατά πόσο η πρόοδος της τεχνολογίας μπορεί να βελτιώσει την φέρουσα χωρητικότητα της γης σε ρυθμό συγκρίσιμο με τον ρυθμό αύξησης του πληθυσμού. Κάποιοι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι η έννοια της φέρουσας χωρητικότητας δεν έχει εφαρμογή στους ανθρώπους γιατί έχουμε τη απεριόριστη ικανότητα να αναπτύσσουμε λύσεις. Άλλοι, αντίθετα τοποθετούν το θέμα σε ηθική βάση. Σύμφωνα με τους επιστήμονες αυτούς πρέπει να περιορίσουμε τον πληθυσμό μας γιατί η γη έχει συγκεκριμένη χωρητικότητα, γεγονός που αν το αγνοήσουμε μπορεί να βάλουμε σε κίνδυνο το μέλλον του πλανήτη. Σε τελική ανάλυση το θέμα έχει και μία σημαντική πολιτισμική συνιστώσα. Έχει να κάνει με τον τρόπο ζωής που υιοθετούμε και την φέρουσα χωρητικότητα αυτής της επιλογής μας. Η φέρουσα χωρητικότητα ενός μοντέρνου αστού σε μια αναπτυγμένη χώρα πολύ μικρή σχέση έχει με την αντίστοιχη ενός γεωργού σε μια αναπτυσσόμενη χώρα της άπω ανατολής. Οικολογικό αποτύπωμα Προκειμένου να ποσοτικοποιηθεί η πολύπλοκη σχέση ανάμεσα στην ανθρώπινη κατανάλωση και το φυσικό περιβάλλον χρησιμοποιούνται κάποιοι δείκτες, ο κυριότερος από τους οποίους είναι το οικολογικό αποτύπωμα. Κάθε άνθρωπος χρειάζεται μια πεπερασμένη έκταση της επιφάνειας τα γης προκειμένου να εξασφαλίσει τα απαραίτητα για την ύπαρξή του. Οικολογικό αποτύπωμα ονομάζονται τα εκτάρια γης (1 10

11 εκτάριο=10 στρέμματα) που είναι απαραίτητα για την υποστήριξη της ζωής μας. Οι κύριες συνιστώσες του είναι βασικά τρεις: 1. Το αποτύπωμα τη τροφής. Αν π.χ. κάποιος καταναλώνει μια συγκεκριμένη ποσότητα ρυζιού το χρόνο τότε υπάρχει μια έκταση σε ένα ορυζώνα κάπου στον κόσμο η παραγωγή της οποίας αφιερώνεται αποκλειστικά για την κάλυψη της συγκεκριμένης ανάγκης. Το ίδιο ισχύει και για τις υπόλοιπες διατροφικές ανάγκες του ίδιου ατόμου. Το αποτύπωμα της τροφής μπορεί να αλλάξει αν μεταβληθούν οι διατροφικές συνήθειες του ατόμου. Η κατανάλωση, π.χ., μοσχαρίσιου κρέατος απαιτεί μεγαλύτερο αποτύπωμα από την χορτοφαγία ή την κατανάλωση άλλων κρεάτων, όπως π.χ. του κοτόπουλου. 2. Το αποτύπωμα των προϊόντων ξύλου, το οποίο περιλαμβάνει τις ανάγκες μας σε ξύλινα έπιπλα, τα ξύλα που καταναλώνουμε για το τζάκι και τις άλλες ανάγκες θέρμανσης, τις συσκευασίες των προϊόντων ακόμη και το χαρτί που καταναλώνουμε για τις διάφορες ανάγκες μας. Αυτό απαιτεί χρήση μιας συγκεκριμένης έκτασης δάσους για την υποστήριξη των προαναφερθέντων αναγκών. 3. Το αποτύπωμα της υποβαθμισμένης γης, το οποίο αποτελείται από την επιφάνεια που καλύπτει η κατοικία και το τμήμα του οδικού δικτύου που αντιστοιχεί σε κάθε άτομο. Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται επίσης το τμήμα των δημόσιων κτιρίων καθώς και των βιομηχανιών πού εξυπηρετούν τις ανάγκες μας. Σε γενικές γραμμές, τα μεμονωμένα άτομα έχουν περιορισμένη δυνατότητα να αλλάξουν αυτό το αποτύπωμα. Το οικολογικό αποτύπωμα θεωρείται πολύ σημαντικός δείκτης, κυρίως λόγω της επικοινωνιακής του αξίας. Περιέχει σημαντική επιστημονική πληροφορία και είναι εύκολα κατανοητό από το ευρύ κοινό. Το οικολογικό αποτύπωμα του μέσου κάτοικου των Ηνωμένων Πολιτειών Αμερικής είναι περίπου 8.6 εκτάρια, ένα από τα υψηλότερα στον κόσμο. Οι Γερμανοί χρησιμοποιούν περίπου 3.2 εκτάρια ενώ στην Ινδία το αντίστοιχο νούμερο είναι 0.5 εκτάρια (τα νούμερα αυτά είναι μόνο ενδεικτικά και ποικίλουν ανάλογα με τη μελέτη). Ο αντίλογος Όπως στα περισσότερα σημαντικά περιβαλλοντικά θέματα, έτσι και στο θέμα των επιπτώσεων της αύξησης του πληθυσμού της γης υπάρχουν διισταμένες απόψεις στην επιστημονική κοινότητα. Ο σημαντικότερος αντίλογος στην κυριαρχούσα άποψη προέρχεται από ομάδα επιστημόνων οι οποίοι υποστηρίζουν ότι τα αποθέματα των πόρων είναι απεριόριστα. Ισχυρίζονται ότι, αν χρειασθεί, στο μέλλον θα εξερευνήσουμε το διάστημα ή θα χρησιμοποιήσουμε σαν πόρους πράγματα τα οποία δεν μπορούμε να φανταστούμε σήμερα. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες αυτοί υποστηρίζουν ότι στο όχι πολύ μακρινό παρελθόν οι άνθρωποι δεν γνώριζαν την χρησιμότητα του πετρελαίου και θεωρούσαν κατάρα την ανακάλυψή του στα κτήματά τους. Επισημαίνουν ακόμη ότι κάθε φορά που στο παρελθόν 11

12 υπολογίζαμε ότι κάποιος πόρος εξαντλείται, είτε ανακαλύπταμε καινούργιες ποσότητες είτε ανακαλύπταμε κάποιο ισάξιο ή καλύτερο υποκατάστατο. Κατά συνέπεια μπορούμε να συνεχίσουμε να συντηρούμε ένα συνεχώς αυξανόμενο πληθυσμό, γατί μεταξύ άλλων οι άνθρωποι είναι ο θεμελιώδης πόρος μας. Αυτή η αισιόδοξη οπτική ονομάζεται συχνά cornucopian, αντλώντας το όνομά της από το κέρας της αφθονίας της Ελληνικής μυθολογίας. Μια άλλη ομάδα ριζοσπαστών επιστημόνων υποστηρίζει «ότι το πραγματικό πρόβλημα δεν είναι οι αριθμοί των ανθρώπων αλλά τα αντιδημοκρατικά ανθρώπινα συστήματα εκμετάλλευσης της εργασίας και των πόρων τα οποία συχνά βασίζονται στη στρατιωτική καταστολή». Οι επιστήμονες αυτοί επισημαίνουν ότι τα βιομηχανικά έθνη, στα οποία ζει μόλις το 22% του παγκόσμιου πληθυσμού καταναλώνουν το 60% της παγκόσμιας τροφής, το 70% της ενέργειάς της, το 75% των μετάλλων της και το 85% του ξύλου της. Ταυτόχρονα οι βιομηχανικές χώρες είναι υπεύθυνες σχεδόν για τα τρία τέταρτα των παγκοσμίων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Πολύ σημαντική είναι και η συνεισφορά των στρατιωτικών δραστηριοτήτων οι οποίες σύμφωνα με κάποιους υπολογισμούς είναι υπεύθυνες για περίπου το 1/5 της παγκόσμιας υποβάθμισης του περιβάλλοντος. Είναι φανερό από την παραπάνω συζήτηση ότι τα μοντέλα της φύσης που αναπτύσσουμε εμπλουτίζονται με μια σημαντική δόση πολιτικών και πολιτισμικών εμπνεύσεων. Κάπως σχηματοποιημένα, οι διαφορετικές προσεγγίσεις θα μπορούσαν να ταξινομηθούν σε τέσσερις βασικές κατηγορίες (σχήμα 1.2). Σύμφωνα με την πρώτη άποψη η φύση είναι εξαιρετικά εύρωστη. Οι πόροι είναι ουσιαστικά ανεξάντλητοι και το σύστημα μπορεί κα ξεπερνά τις όποιες αρνητικές ανθρώπινες επιδράσεις. Τα παγκόσμια περιβαλλοντικά προβλήματα που αντιμετωπίζει η ανθρωπότητα αποτελούν μια πρόκληση για την ανθρώπινη ευρηματικότητα και η πράσινη τεχνολογία θα αποτρέψει ή θα διορθώσει κάθε ζημιά η οποία προκλήθηκε στο περιβάλλον. Η άποψη αυτή υποστηρίζεται από οικονομολόγους οι οποίοι προτείνουν την αντιμετώπιση του προβλήματος μέσα από μια μέθοδο παρόμοια με αυτή της ελεύθερης αγοράς. Η δεύτερη άποψη υποστηρίζει ότι η φύση είναι εξαιρετικά εύθραυστη. Το σύστημα είναι πολύ ευπαθές σε μη αντιστρεπτές μεταβολές οι οποίες προκαλούνται από την υποβάθμιση του περιβάλλοντος και την εκμετάλλευση των πόρων. Η επιμονή στην ίδια πορεία υλιστικής ανάπτυξης θα οδηγήσει τελικά στην αμετάκλητη καταστροφή του πλανήτη. Την άποψη αυτή ενστερνίζεται κυρίως το κίνημα βαθιάς οικολογίας, το οποίο υποστηρίζει ότι είναι αναγκαίος ένας μετασχηματισμός της σύγχρονης κοινωνίας. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε μέσω της επιστροφής στην λιτότητα των παραδοσιακών κοινωνιών, είτε μέσα από την δημιουργία μιας παγκόσμιας ηθικής για την γη με αυστηρές ηθικές αρχές. 12

13 Σχήμα 1.2 Σχηματική παρουσίαση των τεσσάρων βασικών αντιλήψεων για την φύση. Σύμφωνα με τη τρίτη αντίληψη η φύση είναι εύρωστη εντός κάποιων ορίων. Το σύστημα θεωρείται ότι είναι ανθεκτικό εντός κάποιων αναγνωρίσιμων ορίων τα οποία δεν πρέπει να τα υπερβούμε. Η άποψη αυτή θεωρεί ότι η περιβαλλοντική υποβάθμιση και η χρήση των πόρων πρέπει να παρακολουθούνται προσεκτικά και να γίνεται σωστή διαχείριση τους. Κρίσιμος είναι ο ρόλος της επιστημονικής κοινότητας η οποία πρέπει να ερευνήσει και να προσδιορίσει τα οικολογικά όρια αλλά και η ύπαρξη θεσμικού πλαισίου και καταλλήλων οργάνων για την εξισορροπημένη διαχείριση της περιβαλλοντικής αλλαγής. Η τέταρτη αντίληψη υποστηρίζει ότι η φύση είναι στοχαστική (τυχαία). Το σύστημα είναι ουσιαστικά χαοτικό και μη προβλέψιμο. Η άποψη αυτή έχει μια μεγάλη δόση μοιρολατρίας γιατί κάτω από αυτή την θεώρηση δεν έχει νόημα οποιαδήποτε προσπάθεια μακρόπνοης διαχείρισης του προβλήματος. Υστερόγραφο Είναι δεδομένο ότι η περίπου εκθετική αύξηση του πληθυσμού ασκεί μεγάλη πίεση στους πόρους και το περιβάλλον σε πολλές περιοχές του πλανήτη. Ταυτόχρονα όμως, συγκρίσιμη ή ίσως μεγαλύτερη είναι η πίεση που ασκείται στο περιβάλλον από τις καταναλωτικές συνήθειες στις αναπτυγμένες χώρες. Η σύγχυση η οποία φαίνεται ότι υπάρχει σχετικά με την αιτία των περιβαλλοντικών προβλημάτων οφείλεται πιθανόν στο γεγονός ότι η αύξηση του πληθυσμού, η φτώχια και τα μεγάλα περιβαλλοντικά προβλήματα όπως 13

14 είναι η ατμοσφαιρική ρύπανση, η κακή χρήση των πόρων, οι παγκόσμιες αλλαγές και η εξαφάνιση φυτών και ζώων, εμφανίζουν ισχυρή αλληλοεξάρτηση, δημιουργώντας συχνά ένα φαύλο κύκλο. 1.3 H υπόθεση της Γαίας Η γέννηση του σύμπαντος αποτελούσε πάντα ένα συγκλονιστικό μυστήριο που κέντριζε τη φυσική περιέργεια του ανθρώπου. Ένα αριστούργημα της μυθολογικής ποίησης, η "Θεογονία" του Ησίοδου, αποτελεί την αρχαιότερη και πιθανόν πληρέστερη προσπάθεια αποκάλυψης των στοιχείων της φύσης και της πρώτης δημιουργίας: "Πρώτα έγινε το Χάος, κι από λίγο έπειτα η πλατιά η Γη, για πάντα έδρα όλων ασφαλής των αθανάτων, που έχουν τις κορφές του Ολύμπου, κι ο πανέμορφος ο Έρως μέσα στους αθάνατους, που τα μέλη λύνει και θεών και ανθρώπων...και η Γη γέννησε πρώτα τον αστέρινο Ουρανό, ίσο με τον εαυτό της, να τη σκέπει ολόγυρα κι έδρα των θεών να είναι ασφαλής παντοτινά. Στην "Θεογονία" του Ησίοδου η Γη είναι αυτογέννητη και το ζευγάρωμά της με τον Ουρανό γεννά αρχικά τον Ωκεανό ενώ ακολουθούν μυριάδες θεότητες που εκφράζουν τις μεγάλες δυνάμεις της Φύσης και τα κύρια φαινόμενά της. Νηρηίδες, Τιτάνες, Γίγαντες, Γοργόνες, Μέδουσα, Πήγασος, Κύκλωπες, Ωκεανίδες, αμέτρητοι γιοι και θυγατέρες που δίνουν ένα πρόσωπο σε γνωστά και άμεσα φυσικά φαινόμενα και σώματα, όπως οι θάλασσες και οι στεριές, τα βουνά και τα ποτάμια, ο ήλιος και το φεγγάρι, η μέρα και η νύχτα. Εκτός του Ελληνικού, η έννοια της Μητέρας Γης υπήρξε επίσης συστατικό κομμάτι πολλών άλλων πολιτισμών. Για παράδειγμα, η Ινδουιστική θεά Κάλι αποτελεί άλλη μια εντυπωσιακή εκδοχή της Μητέρας Γης που συνδυάζει την απόλυτη δύναμη της καταστροφής με το μητρικό χάρισμα της δημιουργίας. Η επιστημονική εκδοχή της Μητέρας Γης παρουσιάσθηκε το 1979 από τον James Lovelock ο οποίος, σε συνεργασία με την Lynn Margulis, διατύπωσε την υπόθεση της Γαίας η οποία βασίσθηκε στην ιδέα ότι ο πλανήτης λειτουργεί σαν ένας ενιαίος ζωντανός οργανισμός ο οποίος διατηρεί τις απαραίτητες συνθήκες για την επιβίωσή του. Σύμφωνα με τον Lovelock η Γαία ορίζεται σαν «μια πολύπλοκη οντότητα η οποία συμπεριλαμβάνει τη βιόσφαιρα, την ατμόσφαιρα, τους ωκεανούς και το έδαφος: η ολότητα απαρτίζει ένα αυτόματο σύστημα ανάδρασης το οποίο αναζητεί ένα βέλτιστο φυσικό και χημικό περιβάλλον για την ζωή στον πλανήτη». Το σημείο κλειδί της θεωρίας είναι ότι η γη δρα σαν ενιαίο σύστημα, ότι αποτελεί ένα αυτορυθμιζόμενο σύνολο φυσικών, χημικών, γεωλογικών και βιολογικών δυνάμεων οι οποίες αλληλεπιδρούν για τη δημιουργία ενός ενιαίου και απόλυτα συνεκτικού όλου. Στη βασική σύνθεσή της, η γη ρυθμίζει τις ροές ενέργειας και την ανακύκλωση των υλικών. Η ενέργεια η οποία εισρέει από τον ήλιο προσλαμβάνεται από τη γη και επιστρέφεται στο 14

15 διάστημα με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Από την άλλη πλευρά, με εξαίρεση την περιστασιακή εισροή μάζας λόγω πτώσης μετεωριτών, η μάζα της γης είναι περιορισμένη και η ύλη ανακυκλώνεται μέσα στη γη. Η αλληλεπίδραση της βιόσφαιρας, της ατμόσφαιρας, της λιθόσφαιρας και της υδρόσφαιρας οδηγεί σε μια ομοιοστατική κατάσταση. Ομοιοστασία είναι η ικανότητα ή η τάση ενός οργανισμού ή ενός κυττάρου να διατηρεί εσωτερική ισορροπία μέσω της προσαρμογής των φυσιολογικών του διεργασιών. Αυτή η ομοιοστασία θυμίζει πολύ την εσωτερική συντήρηση του ανθρώπινου σώματος: εσωτερικές διεργασίες μεριμνούν ώστε η θερμοκρασία, ηλεκτροχημική ισορροπία κ.τ.λ. να διατηρούνται στο κατάλληλο επίπεδο. Ένα δεύτερο σημαντικό στοιχείο της Γαίας είναι η υπόθεση ότι τα στοιχεία της βιόσφαιρας ελέγχουν τις ισχυρές φυσικές δυνάμεις για το δικό τους καλό. Σε αντίθεση με τις επικρατούσες απόψεις που θεωρούν ότι η ζωή στον πλανήτη επιβιώνει χάρη στην ευσπλαχνία αβιοτικών δυνάμεων όπως οι ηφαιστειακές εκρήξεις, τα ακραία καιρικά φαινόμενα και την κλιματική αλλαγή, η υπόθεση της Γαίας υποστηρίζει ότι η ζωή διαχειρίζεται και βελτιστοποιεί το δικό της περιβάλλον. Αξίζει εδώ να αναφέρουμε κάποια παραδείγματα ρύθμισης του περιβάλλοντος, σύμφωνα με τη θεωρία της Γαίας. Το πρώτο παράδειγμα αφορά τη σύσταση της ατμόσφαιρας. Σύμφωνα με επιστημονικές μελέτες, η πρώτη ατμόσφαιρα της γης δεν περιείχε σχεδόν καθόλου οξυγόνο και η έλευση της φωτοσύνθεσης είναι υπεύθυνη για τα σημερινά επίπεδα οξυγόνου στην ατμόσφαιρα (~21%). Γεωλογικές μελέτες έδειξαν επίσης ότι το οξυγόνο έχει διατηρηθεί για δισεκατομμύρια χρόνια περίπου στα ίδια επίπεδα (εντός ενός παράγοντα του δύο). Αν το οξυγόνο φθάσει στο 30% της σύστασης της ατμόσφαιρας, με κάθε χτύπημα κεραυνού, ακόμη και σε υγρή βλάστηση θα εκδηλωνόταν σοβαρές πυρκαγιές. Το οξυγόνο ξεκίνησε από μηδενικά επίπεδα, έφθασε στο 21 % και κατόπιν διατηρήθηκε σε αυτά τα ασφαλή επίπεδα. Τι είναι αυτό που οδήγησε σε αυτή την ισορροπία; Μια πιθανή εξήγηση είναι η βιολογική παραγωγή μεθανίου από τα βακτήρια. Το μεθάνιο αντιδρά με το οξυγόνο παράγοντας διοξείδιο του άνθρακα. Η διεργασία αυτή είναι ικανή να σταθεροποιήσει τα επίπεδα οξυγόνου. Ένα δεύτερο παράδειγμα αφορά τις αλλαγές του κλίματος. Όπως είναι γνωστό το κλίμα έχει μεταβληθεί πολλές φορές στο παρελθόν με μακρές περιόδους παγετώνων ενώ οι μελλοντικές προβλέψεις μιλούν για παγκόσμια θέρμανση. Παρόλα αυτά δεν φαίνεται πολύ πιθανόν ότι το τελευταίο ένα δισεκατομμύριο χρόνια (για το οποίο μπορούμε να κάνουμε υπολογισμούς με κάποια ακρίβεια) η θερμοκρασία του πλανήτη ήταν περισσότερο από 15 βαθμούς υψηλότερη ή 5 βαθμούς χαμηλότερη από τη σημερινή. Κάποιοι υπολογισμοί υποδείχνουν ότι η ενέργεια από την ηλιακή ακτινοβολία ήταν πιθανόν 25% λιγότερη πριν 4 δισεκατομμύρια χρόνια. Κάτω από αυτές τις συνθήκες η γη θα ήταν παγωμένη. Και όμως η ζωή εμφανίσθηκε σε αυτές τις συνθήκες ενώ ακόμη υπάρχουν γεωλογικές ενδείξεις από αυτή την εποχή για ύπαρξη νερού σε ρευστή κατάσταση. Τι ήταν αυτό που απέτρεψε την εμφάνιση περισσότερο ακραίων συνθηκών; Προτείνεται ότι αυτό οφείλεται σε κάποιο είδος φαινομένου του θερμοκηπίου το οποίο οφειλόταν σε αέρια όπως 15

16 το μεθάνιο η αμμωνία και το διοξείδιο του άνθρακα, πράγμα το οποίο αποτελεί ένδειξη ελέγχου της θερμοκρασίας λόγω της Γαίας. Η θεωρία της Γαίας ανέπτυξε μια ισχυρή απήχηση στους κόλπους του οικολογικού κινήματος, ιδιαίτερα σε αυτούς που ήθελαν να εκτοπίσουν τον άνθρωπο από το κέντρο του ηθικού σύμπαντος. Η Γαία προχωράει πέρα από την παραδοσιακή οικολογία υποστηρίζοντας όχι μόνο ότι όλοι οι οργανισμοί είναι σημαντικοί αλλά ότι υπάρχει κάτι πιο σημαντικό από κάθε ένα είδος ξεχωριστά ο πλανητικός μας υπέρ-οργανισμός. Αυτό ίσως είναι δύσκολο να κατανοηθεί γιατί η βασική ιδέα δεν βασίζεται μόνο σε κάποιες ερμηνείες της σύγχρονης φυσικής αλλά περιέχει επίσης μια δόση ανατολικού μυστικισμού. Για παράδειγμα, ακολουθεί μεταξύ άλλων τον κινέζο φιλόσοφο Λάο Τσέ (6 ος αιώνας π.χ.) ο οποίος στο βιβλίο του Tao Te-Ching παρουσίασε μια άποψη του σύμπαντος σαν μια απόλυτη ολότητα. Αυτή, το αποκαλούμενο Tao («ο δρόμος»), είναι η πραγματικότητα που κρύβεται πίσω από κάθε επιφανειακή εμφάνιση. Ακόμη και αυτά που εμφανίζονται σαν αντίθετα (αρσενικό/θηλυκό, ουρανός/γη, ψυχρό/θερμό) είναι στην πραγματικότητα όψεις του ίδιου πράγματος, οι οποίες πρέπει να είναι σε ισορροπία. Παρά την απήχησή τους σε πολύ σημαντικό τμήμα του πράσινου κινήματος, οι ιδέες του Lovelock συνάντησαν μία απορριπτική αντίδραση από ένα μεγάλο μέρος της επιστημονικής κοινότητας. Η ερμηνευτική ελαστικότητα, όμως, της υπόθεσης της Γαίας επέτρεψε την δημιουργία διαφόρων κατευθύνσεων. Μερικοί φυσικοί επιστήμονες πρότειναν μία μετριοπαθή ερμηνεία της οποίας το κυριότερο αποτέλεσμα ήταν να αποδοθεί πολύ περισσότερη σπουδαιότητα σε βιολογικούς παράγοντες από ότι ήταν προηγούμενα συνηθισμένο ανάμεσα στους γεωλόγους, τους ωκεανογράφους ή τους μετεωρολόγους. Τέτοιες εκδοχές της θεωρίας είναι η «Σημαίνουσα Γαία» η οποία υποστηρίζει ότι η χλωρίδα και η πανίδα έχουν ισχυρή επίδραση σε κάποιες αβιωτικές λειτουργίες του πλανήτη όπως είναι η θερμοκρασία και η σύσταση της ατμόσφαιρας και η «Συν-εξελικτική Γαία» η οποία ισχυρίζεται ότι η χλωρίδα και η πανίδα επηρεάζουν το αβιωτικό περιβάλλον και το αβιωτικό περιβάλλον με τη σειρά του επηρεάζει την εξέλιξη της χλωρίδας και της πανίδας. 1.4 Βιωσιμότητα Αν και χρησιμοποιόταν σποραδικά και παλιότερα, οι όροι βιωσιμότητα και βιώσιμη ανάπτυξη (στην Ελληνική βιβλιογραφία απαντώνται και οι όροι αειφορία και αειφόρος ανάπτυξη) εισέβαλαν στο λεξιλόγιό μας κυρίως μετά την δημοσίευση το 1987 της έκθεσης των Ηνωμένων Εθνών με τίτλο «Our common future» (γνωστή και σαν έκθεση Brundtland) και της διάσκεψης του Ρίο για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη (Earth Summit) που ακολούθησε το Σύμφωνα με την έκθεση αυτή: Βιώσιμη είναι η ανάπτυξη η οποία καλύπτει τις σημερινές ανάγκες χωρίς να εκθέτει σε κίνδυνο την δυνατότητα των μελλοντικών γενεών να καλύψουν τις δικές τους ανάγκες. 16

17 Όπως αναφέρει η ίδια έκθεση, οι αναπτυσσόμενες χώρες πρέπει να λειτουργήσουν σε ένα κόσμο στον οποίο οι αναπτυγμένες έχουν ήδη χρησιμοποιήσει ένα μεγάλο μέρος του οικολογικού κεφαλαίου του πλανήτη. Αν οι χώρες αυτές αποφάσιζαν να προσεγγίσουν τα επίπεδα της ενεργειακής χρήσης των αναπτυγμένων χωρών μέχρι το έτος 2025, θα απαιτείτο να αυξήσουν τις σημερινές ενεργειακές τους ανάγκες κατά πέντε φορές. Το πλανητικό οικοσύστημα δεν θα μπορούσε να ανταποκριθεί στις αρνητικές επιπτώσεις αν οι ενεργειακές αυξήσεις βασίζονται σε μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η ακριβής σημασία του όρου βιώσιμη ανάπτυξη αποτέλεσε αντικείμενο πολλών συζητήσεων και διαξιφισμών με αποτέλεσμα λίγα χρόνια μετά ην καθιέρωση του όρου να υπάρχουν στην διεθνή βιβλιογραφία περισσότεροι από 100 ορισμοί. Σύμφωνα πάντως με την επιτροπή των Ηνωμένων Εθνών: «Η επιτεινόμενη και μη βιώσιμη απαίτηση για χερσαίους, ενάλιους και παράλιους πόρους η οποία συνεπάγεται από την επέκταση της γεωργίας και την ανεξέλεγκτη αστικοποίηση οδηγεί σε αυξανόμενη υποβάθμιση των φυσικών οικοσυστημάτων και διαβρώνει τα συστήματα υποστήριξης της ζωής τα οποία υποστηρίζουν τον ανθρώπινο πολιτισμό. Η φροντίδα των φυσικών πόρων και η προαγωγή της βιώσιμης χρήσης τους είναι μια θεμελιώδης αντίδραση της παγκόσμιας κοινότητας για να διασφαλίσει την ίδια την επιβίωσής και την ευημερία της». Αν και υπάρχουν σημαντικές διαφορές στη στρατηγική για την επίτευξη της βιώσιμης ανάπτυξης, φαίνεται ότι υπάρχει σημαντική σύγκλιση στις παρακάτω βασικές αρχές: Συστημική προσέγγιση: Ένας από τους βασικούς πυλώνες του περιβαλλοντικού κινήματος είναι η αντίληψη ότι το περιβάλλον και οι φυσικοί πόροι της γης είναι συστημικοί στην φύση τους και παγκόσμιας κλίμακας. Oι περιβαλλοντολόγοι αντιλαμβάνονται ακόμη και τις τοπικές περιβαλλοντικές μεταβολές σαν τμήμα ενός πολύπλοκου παγκόσμιου συστήματος το οποίο επηρεάζει την υγεία ολόκληρου του πλανήτη. Κατά συνέπεια, για τους περιβαλλοντολόγους η έννοια της παγκοσμιοποίησης είναι οικεία και γνώριμη. Το οξύμωρο είναι ότι το φαινόμενο της παγκοσμιοποίησης το οποίο διατρέχει τον πλανήτη κυρίως την τελευταία δεκαετία προωθείται από οικονομικά συμφέροντα τα οποία έχουν σημαντικό μερίδιο ευθύνης για την υπερεκμετάλλευση των φυσικών πόρων και την υποβάθμιση του παγκόσμιου περιβάλλοντος. Μακροχρόνια αντίληψη η οποία δίνει βαρύτητα στις επιπτώσεις των ενεργειών μας σε βάθος χρόνου και η οποία διατηρεί τις επιλογές και τις ευκαιρίες στις μελλοντικές γενιές Αναγνώριση των ορίων: παραδοχή ότι οι άνθρωποι, οι οικονομίες και όλα τα είδη ζωής βασίζονται σε οικοσυστήματα που λειτουργούν υγιώς. Βελτίωση των πόρων της ζωής: καλύτερη ποιότητα ζωής τόσο σήμερα όσο και στις μελλοντικές γενιές. 17

18 Η Διάσκεψη του Ρίο και η Ατζέντα 21 Η διάσκεψη των Ηνωμένων Εθνών για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη έλαβε χώρα στο Ρίο ντε Τζανέϊρο τον Ιούνιο του Είναι γνωστή και σαν Διάσκεψη Κορυφής της Γης (Earth Summit). Η συμμετοχή ήταν εντυπωσιακή, 172 κυβερνήσεις, 108 από τις οποίες αντιπροσωπεύτηκαν από τον αρχηγό του κράτους ή της κυβέρνησης. Ακόμη παρακολούθησαν 2400 εκπρόσωποι μη κυβερνητικών οργανώσεων η παρουσία των οποίων ενίσχυσε και ανύψωσε το όλο πνεύμα της διάσκεψης. Ένα σημαντικό επίτευγμα της διάσκεψης ήταν η συμφωνία για μια σύμβαση πλαίσιο για το κλίμα, η οποία αργότερα οδήγησε στο πρωτόκολλο του Κιότο. Ακόμη στην διάσκεψη του Ρίο, 154 χώρες, συμπεριλαμβανομένης της Ε.Ε., δεσμεύτηκαν σε ένα σχέδιο το οποίο απαιτεί οι χώρες να αναπτύξουν μια πολυσήμαντη στρατηγική για τη βιώσιμη ανάπτυξη. Αυτό το σχέδιο ονομάσθηκε Ατζέντα 21. Περίπου 3000 πόλεις σε όλο τον κόσμο υιοθέτησαν τη δική τους τοπική Ατζέντα 21 βασισμένη στις αρχές της παγκόσμιας Ατζέντας 21. Παράλληλα πολλές επιχειρηματικές ενώσεις και εταιρίες υιοθέτησαν την δική τους εκδοχή της Ατζέντας 21. Η σύμβαση πλαίσιο για το κλίμα Η Ελλάδα επικύρωσε τη Σύμβαση αυτή τον Απρίλιο του Μετά την επικύρωσή της από 50 κράτη, η Σύμβαση τέθηκε σε ισχύ στις 21 Μαρτίου Στις 12 Οκτωβρίου 1999, 181 κράτη, συμπεριλαμβανομένης της Ε.Ε., είχαν επικυρώσει τη Σύμβαση. Η Σύμβαση αναγνωρίζει, μεταξύ άλλων, ότι το μεγαλύτερο μερίδιο των συνολικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, κατά το παρελθόν και επί του παρόντος, προέρχεται από τις ανεπτυγμένες χώρες, ότι οι κατά κεφαλήν εκπομπές των αναπτυσσόμενων χωρών είναι σχετικά χαμηλές και ότι το μερίδιο των συνολικών εκπομπών που προέρχονται από τις αναπτυσσόμενες χώρες θα αυξάνεται προκειμένου να καλυφθούν οι κοινωνικές και αναπτυξιακές τους ανάγκες. Στόχο της Σύμβασης αποτελεί η σταθεροποίηση των "συγκεντρώσεων των αερίων θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα σε ένα επίπεδο που να αποτρέπει τις επικίνδυνες ανθρωπογενείς παρεμβάσεις στο κλιματικό σύστημα". Η Σύμβαση δεν καθορίζει τις εν λόγω συγκεντρώσεις αλλά αναφέρει ότι πρέπει να είναι σε ένα επίπεδο που να μην είναι επικίνδυνο και θεωρεί ότι το επίπεδο αυτό "θα πρέπει να επιτευχθεί εντός επαρκούς χρονικού διαστήματος ώστε να επιτρέψει στα οικοσυστήματα να προσαρμοστούν φυσικά στις κλιματικές αλλαγές, να διασφαλίσει ότι η παραγωγή τροφίμων δεν απειλείται και να ενδυναμώσει την οικονομική ανάπτυξη κατά βιώσιμο τρόπο" (άρθρο 2). Η Σύμβαση προβλέπει επίσης, μεταξύ άλλων, τις ακόλουθες ειδικότερες δεσμεύσεις για τις ανεπτυγμένες χώρες (κράτη μέλη του ΟΟΣΑ, πλην του Μεξικού και της Νοτίου Κορέας), μερικά κράτη της Κεντρικής και Ανατολικής Ευρώπης, που βρίσκονται στη διαδικασία μετάβασης στην 18

19 οικονομία της αγοράς, και μερικά κράτη της πρώην Σοβιετικής Ένωσης (Παράρτημα Ι): τη λήψη μέτρων για το μετριασμό της αλλαγής του κλίματος, με στόχο τη μεταβολή των μακροπρόθεσμων τάσεων στις ανθρωπογενείς εκπομπές, την υποβολή, εντός εξαμήνου από την έναρξη ισχύος της και στη συνέχεια σε τακτά διαστήματα, λεπτομερών πληροφοριών για τις πολιτικές και τα ανωτέρω μέτρα με σκοπό να επαναφέρουν, το κάθε ένα χωριστά ή από κοινού, στα επίπεδα του 1990 τις εκπομπές του διοξειδίου του άνθρακα και των άλλων αερίων του θερμοκηπίου. τον συντονισμό, με άλλα ενδιαφερόμενα Συμβαλλόμενα Μέρη, των μέτρων και πολιτικών που εκπονούνται για την επίτευξη του σκοπού της, τον προσδιορισμό και την περιοδική επανεξέταση των πολιτικών αυτών. Επιπλέον η Σύμβαση υποστηρίζει την έννοια της "βιώσιμης ανάπτυξης", καλεί για ανάπτυξη και διανομή καθαρών τεχνολογιών και τεχνογνωσίας και δίνει έμφαση στην εκπαίδευση των πολιτών στις κλιματικές αλλαγές. 1.5 Τύποι και μέτρα βιωσιμότητας Στα παραδοσιακά οικονομικά συστήματα, το κεφάλαιο βασίζεται στα υλικά αγαθά και υπηρεσίες που παράγονται από τον άνθρωπο και στα οποία έχουμε προσδιορίσει την νομισματική αξία. Το ζητούμενο στην οικονομική ανάπτυξη ήταν η μεγιστοποίηση του κεφαλαίου αγνοώντας μη-χρηματικά περιουσιακά στοιχεία όπως η ανθρώπινη υγεία και ευεξία, τα κοινωνικά αγαθά, η ποιότητα του περιβάλλοντος και η βιοποικιλότητα. Έτσι σε πολλές περιπτώσεις η οικονομική ανάπτυξη συνοδεύθηκε από φθορά των ανθρώπινων και φυσικών πόρων τα οποία δεν συμπεριλαμβάνονται στα παραδοσιακά οικονομικά λογιστικά συστήματα. Για την επίτευξη της βιωσιμότητας οι παραδοσιακοί ορισμοί του κεφαλαίου χρειάζεται να τροποποιηθούν και να διευρυνθούν ώστε εκτός των οικονομικών πόρων να περιλαμβάνουν και τους κοινωνικούς και φυσικούς. Σε αυτή την κατεύθυνση ορίζονται τέσσερις τύποι κεφαλαίου: Το ανθρώπινο κεφάλαιο αναφέρεται γενικά στην υγεία, την ευημερία και το παραγωγικό δυναμικό μιας κοινωνίας. Τύποι του ανθρώπινου κεφαλαίου περιλαμβάνουν την φυσική και ψυχική υγεία, την υγιεινή της κατοικίας, την εκπαίδευση κτλ. Το παραγόμενο κεφάλαιο από τον άνθρωπο είναι πολύ κοντά στον παραδοσιακό ορισμό του κεφαλαίου, συμπεριλαμβάνοντας αγαθά στα οποία μπορούμε εύκολα να καθορίσουμε την χρηματική τους αξία και να πουληθούν στις αγορές του κόσμου. Για παράδειγμα, το κεφάλαιο αυτό συμπεριλαμβάνει αυτοκίνητα, κτίρια, έπιπλα και άλλα υλικά αγαθά. Το φυσικό κεφάλαιο ορίζεται σαν το υποσύνολο όλων των συνιστωσών της φύσης τα οποία σχετίζονται άμεσα ή έμμεσα με την ανθρώπινη ευημερία και είναι πολύτιμες, ευαίσθητες, σπάνιες, ευπαθείς ή δυσαναπλήρωτες. Το φυσικό κεφάλαιο περιλαμβάνει τόσο παραδοσιακούς 19

20 πόρους όπως το νερό, το ξύλο και τους ενεργειακούς πόρους αλλά επίσης και αγαθά τα οποία δύσκολα αποτιμώνται χρηματικά όπως η βιοποικιλότητα, Το κοινωνικό κεφάλαιο σχετίζεται με το ανθρώπινο κεφάλαιο μόνο που εδώ το ενδιαφέρον εστιάζεται σε κοινωνικό και όχι σε ατομικό επίπεδο. Αποτελείται από τα κοινωνικά δίκτυα που υποστηρίζουν μια αποτελεσματική, συνεκτική κοινωνία και διευκολύνουν τις κοινωνικές και πνευματικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μελών της. Παραδείγματα κοινωνικού κεφαλαίου αποτελούν η δημοκρατία, η κοινωνική ισότητα, η αστική οργάνωση κ.ά. Πρέπει εδώ να τονίσουμε ότι οι παραπάνω τύποι κεφαλαίου δεν είναι ανεξάρτητοι μεταξύ τους. Για παράδειγμα, το ανθρώπινο κεφάλαιο σχετίζεται με μια υγιέστερη και ευημερούσα κοινωνία γεγονός το οποίο συνεισφέρει στην βελτίωση των προϋποθέσεων για οικονομική ανάπτυξη. Από την άλλη πλευρά, πολλές χώρες του τρίτου κόσμου διαθέτουν πενιχρά αποθέματα ανθρώπινου κεφαλαίου σαν αποτέλεσμα της αδυναμίας τους να επενδύσουν στην υγεία, την εκπαίδευση κτλ. Μέτρα της βιωσιμότητας Αξίζει εδώ να παραθέσουμε τον ορισμό της βιωσιμότητας από την οπτική γωνία των οικονομολόγων, όπως αυτός παρουσιάσθηκε από την Παγκόσμια Τράπεζα. Η βιωσιμότητα ορίζεται γενικά σαν «ευκαιρίες για τις μελλοντικές γενιές» στην βάση ενός τριγωνικού πλαισίου το οποίο περιλαμβάνει οικονομικούς, κοινωνικούς και οικολογικούς στόχους. Γενικά, ο στόχος της βιώσιμης ανάπτυξης είναι να προωθηθεί το σύνολο αυτών των στόχων ταυτόχρονα σε μακροπρόθεσμη κλίμακα έτσι ώστε να απολαμβάνονται από τις μελλοντικές γενιές.: Η ασθενής βιωσιμότητα διατηρεί το συνολικό κεφάλαιο, όχι όμως και το κεφάλαιο για τους τέσσερις επιμέρους κλάδους. Θεωρείται δηλαδή ότι οι διαφορετικοί τύποι κεφαλαίου είναι αναπληρώσιμοι μεταξύ τους. Στην ουσιώδη βιωσιμότητα διατηρείται το συνολικό κεφάλαιο καθώς και ένα ελάχιστο επίπεδο του κάθε τύπου κεφαλαίου ξεχωριστά. Απαιτείται δηλαδή συνδυασμός διαφορετικών τύπων κεφαλαίου ώστε να παραμείνει το σύστημα λειτουργικό αλλά ταυτόχρονα επιτρέπεται μέχρι ενός βαθμού η αναπλήρωση μεταξύ τους. Η ισχυρή βιωσιμότητα, τέλος, απαιτεί να υπάρχει διατήρηση σε κάθε έναν από τους τέσσερις τύπους κεφαλαίου οι οποίοι αλληλοσυμπληρώνονται αλλά δεν αναπληρώνουν ο ένας τον άλλο. Φυσικά, ακόμη και αν δεχθούμε την παραπάνω προσέγγιση, υπάρχουν ανοιχτά κάποια πολύ σημαντικά θέματα όπως είναι η μέτρηση του κάθε είδους κεφαλαίου, ο ορισμός της αναλογίας ανταλλαγής ανάμεσα σε διαφορετικούς τύπους κεφαλαίου και η αξιολόγηση των προγραμμάτων ανάπτυξης με βάση την βιωσιμότητα. 20

21 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ατμοσφαιρικοί Ρύποι 2.1 Ορισμός της ατμοσφαιρικής ρύπανσης Καθώς τίποτε δεν παραμένει για πολύ αμετάβλητο, έτσι και η ατμόσφαιρα της γης εξελίσσεται με την πάροδο του χρόνου. Οι χημικές και βιολογικές επιδράσεις που διαμόρφωσαν τη σύστασή της συνεχίζουν να δρουν ενώ προστίθενται συνεχώς μεγάλες ποσότητες αερίων και σωματιδίων από την δράση των ηφαιστείων και των θερμών πηγών. Το νέο στοιχείο είναι ότι ο άνθρωπος της βιομηχανικής εποχής έγινε και ο ίδιος παράγοντας με μεγάλη περιβαλλοντική βαρύτητα. Ήδη, από τις πρώτες δεκαετίες του 18 ου αιώνα, οι αυξημένες ενεργειακές ανάγκες οδήγησαν σε αύξηση της χρήσης απολιθωμένων καυσίμων υλών, αύξηση η οποία έφτασε σε τρομακτικούς ρυθμούς στον εικοστό αιώνα. Οι ρύποι που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα από τις ανθρώπινες δραστηριότητες έρχονται να προστεθούν σε αυτούς που εκπέμπονται από φυσικές πηγές δημιουργώντας τις προϋποθέσεις για αλλοίωση της σύστασης της. Μπορεί η βασική σύσταση της ατμόσφαιρας σε άζωτο και οξυγόνο (το 99% του ατμοσφαιρικού αέρα) να μην αλλάζει, η αύξηση όμως των συγκεντρώσεων αερίων με μικρή συμμετοχή στη σύσταση της ατμόσφαιρας κάνει την παραμονή στην γη δυσκολότερη ή στην πιο αισιόδοξη εκδοχή λιγότερο ευχάριστη. Η ανθρώπινη υγεία και ευεξία, η ευστάθεια του κλίματος, το φυσικό και ανθρωπογενές περιβάλλον, όλα αποδεικνύονται πολύ ευαίσθητα σε αλλαγές αερίων των οποίων η συγκέντρωση στην ατμόσφαιρα δεν υπερβαίνει το 0.04%. Ένας διαισθητικός ορισμός της ατμοσφαιρικής ρύπανσης περιλαμβάνει την αύξηση ή την μείωση των ατμοσφαιρικών συστατικών από τις τιμές που θα είχαν χωρίς τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Δυστυχώς ο ορισμός αυτός δεν είναι περιορισμένης χρησιμότητας σε ένα δυναμικό σύστημα το οποίο εξελίσσεται συνεχώς. Ένας περισσότερο χρήσιμος ορισμός είναι ο παρακάτω: Ατμοσφαιρική ρύπανση ονομάζεται η παρουσία στην ατμόσφαιρα ρύπων, δηλαδή κάθε είδους ουσιών, θορύβου ή ακτινοβολίας σε ποσότητα, συγκέντρωση ή διάρκεια τέτοια ώστε να είναι δυνατόν να προκληθούν αρνητικές συνέπειες στην ανθρώπινη υγεία, στους ζωντανούς οργανισμούς και στα οικοσυστήματα. Αξίζει εδώ να αναφέρουμε και τον «επίσημο» ορισμό της ρύπανσης, όπως καταγράφεται στην οδηγία της Ευρωπαϊκής Ένωσης 96/61 για την διαχείριση της ποιότητας του αέρα: 21

22 «ρύπος», κάθε ουσία η οποία διοχετεύεται αμέσως ή εμμέσως από τον άνθρωπο στον αέρα του περιβάλλοντος και ενδέχεται να έχει επιβλαβείς επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία ή/και στο περιβάλλον στο σύνολό του. «περιβάλλων αέρας», ο εξωτερικός αέρας της τροπόσφαιρας εξαιρουμένου του αέρα στους χώρους εργασίας. 2.2 Σύντομη ιστορική αναδρομή Πριν από τη βιομηχανική επανάσταση Η περιβαλλοντική ρύπανση δεν είναι φαινόμενο της εποχής μας. Ένας από τους λόγους που ανάγκαζαν τις πρώτες φυλές να ζουν ως νομάδες, ήταν η ανάγκη να απομακρύνονται περιοδικά από την δυσοσμία την οποία δημιουργούσαν τα απόβλητα των ζώων και των ανθρώπων. Η ανακάλυψη της φωτιάς δημιούργησε πρόσθετα προβλήματα ρυπαίνοντας τον αέρα, στις περιοχές που κατοικούσαν, με προϊόντα ατελούς καύσης. Η ανακάλυψη της καμινάδας μετατόπισε το πρόβλημα προς την ευρύτερη περιοχή και είχε σαν αποτέλεσμα η ατμόσφαιρα σε πυκνοκατοικημένες περιοχές να είναι καπνώδης. Χαρακτηριστική είναι η αναφορά του Ρωμαίου φιλόσοφου Σενέκα το 61 μ.χ στην κακή ποιότητα του αέρα στην Ρώμη. «Μόλις έφυγα μακριά από τον πνιγερό αέρα της Ρώμης και από τη βρωμιά των καπνοδόχων που κάπνιζαν, διαχέοντας ολόγυρα θανατηφόρα αέρια και αιθάλη, ένοιωσα να αλλάζει η διάθεσή μου», Σενέκας, 61 μ.χ. Το 1157, η σύζυγος του βασιλιά Ερρίκου του 2 ου της Αγγλίας, Ελεονόρα, μετακόμισε από το Tutbury Castle του Nottingham, γιατί θεώρησε ανυπόφορη τη ρύπανση του αέρα εξ αιτίας της καύσης των ξύλων. Άλλες αναφορές από τον Μεσαίωνα περιγράφουν τα προβλήματα καπνού που δημιουργούσε η καύση του κάρβουνου, με αποτέλεσμα, ο Βασιλιάς Εδουάρδος ο 1 ος να απαγορεύσει το 1307 την χρήση του κάρβουνου στις ασβεστοκαμίνους του Λονδίνου. Μαρτυρίες αναφέρουν ότι ένα άτομο τιμωρήθηκε με απαγχονισμό για παράβαση του νόμου. Οι κυριότερες δραστηριότητες που συνδέονταν με την ατμοσφαιρική ρύπανση τους αιώνες που προηγήθηκαν της βιομηχανικής επανάστασης, ήταν η μεταλλουργία, η κεραμοποιεία και η διατήρηση κτηνοτροφικών προϊόντων. 22

23 Η βιομηχανική επανάσταση Ο James Watt εφεύρε το 1784 την ατμομηχανή η οποία κινείται με την καύση κάρβουνου. Η βιομηχανική επανάσταση, η οποία ξεκίνησε τον 19 ο αιώνα, οδήγησε στην εντατική χρήση κυρίως του κάρβουνου και σε μικρότερο βαθμό του πετρελαίου, για την παραγωγή ενέργειας, κίνησης ατμομηχανών και πλοίων, καθώς και οικιακής θέρμανσης. Χαρακτηριστικά αναφέρομαι ότι από το 1800 έως το 1900 η κατανάλωση κάρβουνου αυξήθηκε κατά δύο τάξεις μεγέθους. Το αποτέλεσμα ήταν η εμφάνιση πολύ μεγάλων περιβαλλοντικών προβλημάτων από τον καπνό και τη στάχτη. Το πρώτο σοβαρό επεισόδιο ατμοσφαιρικής ρύπανσης συνέβη το 1875 στο Λονδίνο, όπου σημειώθηκαν αρκετοί θάνατοι ανθρώπων και ζώων. Σε χώρες όπως το Ηνωμένο Βασίλειο και οι ΗΠΑ, αναλαμβάνεται δράση για τον περιορισμό της αέριας ρύπανσης και αναπτύσσονται αντιρρυπαντικές τεχνολογίες. Σχήμα 2.1: Χαρακτική η οποία εμφανίζει ένα χυτήριο στη βιομηχανική περιοχή Saar της Γερμανίας (1876). Εικοστός Αιώνας Παρόλο, λοιπόν, που η ατμοσφαιρική ρύπανση δεν μπορεί να θεωρηθεί αποκλειστικό προνόμιο της σύγχρονης εποχής, μια σειρά από μεγάλα επεισόδια τις τελευταίες δεκαετίες μας υπενθύμισαν το μέγεθος του προβλήματος και την ανάγκη ελέγχου της ποιότητας του αέρα που αναπνέουμε. Η αιθαλομίχλη, το 1909, στη Γλασκώβη και το Εδιμβούργο θεωρήθηκε η κύρια αιτία για 1000 περίπου θανάτους ανθρώπων. Το 1930, 23

24 πάλι σε επεισόδιο αιθαλομίχλης, στη βιομηχανική περιοχή της κοιλάδας του Meuse στο Βέλγιο αρρώστησαν εκατοντάδες άτομα, από τα οποία 60 πέθαναν τις επόμενες μέρες. Το 1948 στην πόλη Donora των Ηνωμένων Πολιτειών κατά την διάρκεια ενός τετραήμερου επεισοδίου ρύπανσης σημειώθηκαν 20 θάνατοι και 6,000 ασθένειες οι οποίες συνδέθηκαν με την αέρια ρύπανση. Για να εκτιμηθεί σωστά το μέγεθος του προβλήματος θα πρέπει να λάβουμε υπόψη ότι ο πληθυσμός της πόλης ήταν μόνο 14,000 κάτοικοι. Το μεγαλύτερο, όμως, επεισόδιο συνέβη στο Λονδίνο το 1952 όταν μια εβδομάδα υψηλών επιπέδων ρύπανσης είχε σαν αποτέλεσμα να συμβούν 4,000 «πλεονάζοντες» θάνατοι (σύγκριση των ρυθμών θανάτου πριν και μετά το επεισόδιο) οι οποίοι αποδόθηκαν στην ρύπανση. Όταν ο άνθρακας αντικαταστάθηκε από το πετρέλαιο και λόγω των αυξημένων αναγκών, το πρόβλημα της ρύπανσης έγινε οξύτερο καθώς και ένας άλλος τύπος ρύπανσης, η φωτοχημική, έκανε την εμφάνισή του, αρχικά στο Λος Άντζελες των ΗΠΑ στις αρχές της δεκαετίας του Σχήμα 2.2: Φωτοχημική αιθαλομίχλη στο σύγχρονο Las Vegas. 24