ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ

Transcript

1 ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ Ενότητα 10: Αναλυτική Γεωχημεία και Οικολογία Χαραλαμπίδης Γεώργιος Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος και Μηχανικών Αντιρρύπανσης

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας 10 Ο φοιτητής μετά το πέρας της 10 ης ενότητας θα πρέπει να: Γνωρίζει τα στάδια της Αναλυτικής Γεωχημείας, την στατιστική επεξεργασία των γεωχημικών αναλύσεων και ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Επίσης να κατανοεί τα όρια των οικοσυστημάτων και να προτείνει δράσεις αντιμετώπισης του φαινομένου του θερμοκηπίου. 4

5 Περιεχόμενα ενότητας 10 Στάδια Αναλυτικής Γεωχημείας. Στατιστική Ανάλυση Γεωχημικών Δεδομένων. Η Οικολογία ως έννοια και Επιστήμη. Τα Όρια των Οικοσυστημάτων. Δράσεις διεθνούς κοινότητας για την αντιμετώπιση της ενίσχυσης του φαινομένου του θερμοκηπίου. 5

6 Συχνότητα εμφάνισης κατηγοριών πετρωμάτων στη γη Μαγματογενή Πετρώματα Βασάλτης, Γάββρος 42% Συηνίτης, Γρανίτης, Δορίτης 23% Μεταμορφωμένα 27% Ιζηματογενή 8% Εικόνα 1: Συχνότητα εμφάνισης κατηγοριών πετρωμάτων στη γη (Σ.Γ. Σαββίδης, Εφαρμοσμένη, Περιβαλλοντική και Αναλυτική Γεωχημεία, 2012, ISBN: , Σελ. 473). 6

7 Χημική σύσταση της γης και του φλοιού της Εικόνα 2: Χημική σύσταση της γης και του φλοιού της (Σ.Γ. Σαββίδης, Εφαρμοσμένη, Περιβαλλοντική και Αναλυτική Γεωχημεία, 2012, ISBN: , Σελ. 472). 7

8 Στάδια Αναλυτικής Γεωχημείας Δειγματοληψία και προετοιμασία των δειγμάτων. Χημική ανάλυση των δειγμάτων. Στατιστική επεξεργασία των αναλύσεων. Ερμηνεία των αποτελεσμάτων. 8

9 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΓΕΩΧΗΜΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ 1/2 Εικόνα 3: Πιθανές συσχετίσεις μεταξύ δύο μεταβλητών x και y. (E. Schroll In Σ.Γ. Σαββίδης, Εφαρ/μένη, Περιβ/κή και Αναλυτική Γεωχημεία, 2012, ISBN: , Σελ. 455). 9

10 ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΓΕΩΧΗΜΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ 2/2 Εικόνα 4: Τρεις κανονικές κατανομές με διαφορετική διακύμανση. (Σ.Γ. Σαββίδης, Εφαρ/μένη, Περιβ/κή και Αναλυτική Γεωχημεία, 2012, ISBN: , Σελ. 453). 10

11 Διάγραμμα σημείων Εικόνα 5: Διάγραμμα σημείων (Σ.Γ. Σαββίδης, Εφαρμοσμένη, Περιβαλλοντική και Αναλυτική Γεωχημεία, 2012, ISBN: , Σελ. 469). 11

12 Διάγραμμα διασποράς Εικόνα 6: Διάγραμμα διασποράς (Σ.Γ. Σαββίδης, Εφαρμοσμένη, Περιβαλλοντική και Αναλυτική Γεωχημεία, 2012, ISBN: , Σελ. 470). 12

13 Μέτρα εξυγίανσης και ασφάλειας μολυσμένων τοποθεσιών Εικόνα 7: Μέτρα εξυγίανσης και ασφάλειας μολυσμένων τοποθεσιών (Σ.Γ. Σαββίδης, Εφαρμοσμένη, Περιβαλλοντική και Αναλυτική Γεωχημεία, 2012, ISBN: , Σελ. 207). 13

14 Τι είναι τελικά το «περιβάλλον»; 1/2 Το περιβάλλον περιλαμβάνει σε αλληλουχία ανθρώπινους θεσμούς και δραστηριότητες σε αλληλεπίδραση με τις βιοφυσικές διεργασίες. Πολλές ανθρωπογενείς μεταβολές για παράδειγμα είναι ωφέλιμες για το περιβάλλον, ενώ κάποιες άλλες είναι επιβλαβείς για αυτό. Ο άνθρωπος θεωρεί ως δεδομένα τα αγαθά που παρέχει το περιβάλλον, όπως π.χ. το άφθονο και καθαρό νερό, τη γονιμότητα του εδάφους, την απομάκρυνση-διάχυση των ρυπαντών του αέρα κλπ. 14

15 Τι είναι τελικά το «περιβάλλον»; 2/2 Ήδη πρέπει να επανεξετάσουμε αυτή την νοοτροπία λόγω των αρνητικών επιπτώσεων των ανθρώπινων δραστηριοτήτων πάνω στο περιβάλλον. 15

16 Η οικολογία ως έννοια και επιστήμη 1/2 Κλάδος της επιστήμης που ασχολείται με την αλληλοσυσχέτιση οργανισμών και του περιβάλλοντός τους. Το σύνολο των σχέσεων μεταξύ οργανισμών και του περιβάλλοντός τους. Ανθρώπινη οικολογία είναι ένας κλάδος της κοινωνιολογίας που μελετά τη σχέση μεταξύ μιας κοινότητας ανθρώπων και του περιβάλλοντός της. 16

17 Η οικολογία ως έννοια και επιστήμη 2/2 Βασικό στοιχείο της «Οικολογίας»: Οικολογικό σύστημα ή οικοσύστημα. Οικοσύστημα: «Μία κοινότητα οργανισμών που ζουν σε ένα καθορισμένο φυσικό πλαίσιο (ενδιαίτημα) μαζί με τους βιολογικούς παράγοντες (αβιοτικούς) του περιβάλλοντος (αέρα, νερό, χώμα κλπ), που τους ενισχύουν και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ όλων αυτών των στοιχείων. 17

18 Τα όρια των οικοσυστημάτων 1/2 Ο πλανητικός κύκλος της ζωής βασίζεται στη συλλογή ενέργειας από τον ήλιο, η οποία καθιστά δυνατή τη φωτοσύνθεση στα φυτά από τα μικροσκοπικά φυτοπλαγκτόν έως τα τεράστια δένδρα. Φωτοσύνθεση: CO 2 + H 2 O. o Υδρογονάνθρακες + Ο 2. 18

19 Τα όρια των οικοσυστημάτων 2/2 Ομοιόσταση: Η κατάσταση των φυσικών συστημάτων ώστε κατά τη διαχρονική τους εξέλιξη να αυτοσυντηρούνται και αυτοελέγχονται προκειμένου να προσεγγίζουν μια μακροπρόθεσμη ισορροπία, μία δυναμική ισορροπία. Τα φυσικά συστήματα προσαρμόζονται σε συνθήκες που αντιμετώπισαν στο παρελθόν. Κάθε οργανισμός και κάθε οικοσύστημα έχει τα όριά του. 19

20 Ενεργειακό Πλανητικό Ισοζύγιο Εικόνα 8: Ενεργειακό Πλανητικό Ισοζύγιο (Καλδέλλης Ι.Κ. & Χαλβατζής Κ.Ι., Τόμος Α, 2005, Περιβάλλον και Βιομηχανική Ανάπτυξη, σελ. 73). 20

21 Ζωή και Ενέργεια Η σύγχρονη τεχνολογική γεωργία ακόμη και σήμερα δεν είναι αποτελεσματική από πλευράς αξιοποίησης της ενέργειας, δεδομένου ότι η ενεργειακή απόδοση της βιομηχανικής γεωργίας είναι αρνητική, καθώς καταναλώνει περισσότερη ενέργεια από αυτή που τελικά ενσωματώνεται στα προϊόντα της. Παράδειγμα: Καλλιέργεια, αποδοτικότητα και κατανάλωση ενέργειας ενός στρέμματος στις Η.Π.Α. και στην Ινδία. 21

22 Ενέργεια και Περιβάλλον Πράσινη Λευκή Βίβλος Παραγωγή και κατανάλωση ενέργειας : Ρύπανση της ατμόσφαιρας και άλλων φυσικών στοιχείων. Νομοθετικές παρεμβάσεις. Τοπική Εθνική Διασυνοριακή - Κοινοτική Πλανητική Διάσταση. Αξιοποίηση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. 22

23 Η ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ 1/2 Οι συγκεντρώσεις των (φυσικών) αερίων του θερμοκηπίου που προκαλούν το «φαινόμενο του θερμοκηπίου» διατηρήθηκαν σε σταθερά σχετικά επίπεδα για πολλές χιλιάδες χρόνια. Τέλη 18 ου αιώνα: Μεταβολή της υφιστάμενης ισορροπίας με την παραγωγή σημαντικών ποσοτήτων βιομηχανιών αερίων. 23

24 Η ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΤΟΥ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΟΥ 2/2 Χρήση ορυκτών καυσίμων: Αύξηση συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα σε πλανητικό επίπεδο. Βιοδιάσπαση και αποσύνθεση βιολογικής ύλης και διαρροές από κοιτάσματα φυσικού αερίου: Φυσικές διαδικασίες παραγωγής μεθανίου. 24

25 Διαχρονική εξέλιξη ατμοσφαιρικής συγκέντρωσης Εικόνα 9: Διαχρονική εξέλιξη ατμοσφαιρικής συγκέντρωσης (Καλδέλλης Ι.Κ. & Χαλβατζής Κ.Ι., Τόμος Α, 2005, Περιβάλλον και Βιομηχανική Ανάπτυξη, σελ. 177). 25

26 Συνέπειες της Σταδιακής αύξηση της θερμοκρασίας Γενικές επιπτώσεις της ενίσχυσης του φαινομένου του θερμοκηπίου: Σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας. Μεταβολή του κλίματος. Επί μέρους μεταβολές και συνέπειες: Λιώσιμο των πάγων στους πόλους. Ερημοποίηση της ζώνης του ισημερινού. Ακραία μετεωρολογικά φαινόμενα. Αύξηση της στάθμης της θάλασσας. 26

27 Προτεινόμενες λύσεις για τη μείωση των εκπομπών Εξοικονόμηση ενέργειας. Χρήση ήπιων μορφών ενέργειας. Χημική αφαίρεση του CO 2 από τα καυσαέρια (σε πειραματικό στάδιο). Αποθήκευση του CO 2 σε φυσικούς γεωλογικούς σχηματισμούς και υλικά με μεγάλη προσροφητική ικανότητα. 27

28 Δράσεις διεθνούς κοινότητας : Συνδιάσκεψη του Ρίο: Προαιρετική εφαρμογή των προτάσεων. 1997: Συνδιάσκεψη του Κιότο-Πρωτόκολλο του Κιότο: Επιχειρείται ένας καταμερισμός του ύψους της εκπομπής των αερίων του θερμοκηπίου μεταξύ των τεχνολογικά ανεπτυγμένων χωρών : Περίοδος ελέγχου του πρωτοκόλλου του Κιότο. 2005: Νομική ισχύ του πρωτοκόλλου του Κιότο. 28

29 Συντελεστής Κλιματικής Επιβάρυνσης (GWP) Εικόνα 10: Διαχρονική εξέλιξη ατμοσφαιρικής συγκέντρωσης (Καλδέλλης Ι.Κ. & Χαλβατζής Κ.Ι., Τόμος Α, 2005, Περιβάλλον και Βιομηχανική Ανάπτυξη, σελ. 179). 29

30 Δράσεις διεθνούς κοινότητας 2 Εισάγονται ευέλικτοι μηχανισμοί για την επίτευξη των στόχων του πρωτοκόλλου. Στο πλαίσιο αυτό προτείνεται η καθιέρωση του εμπορίου ρύπων. Η εκτέλεση έργων από κοινού μεταξύ των τεχνολογικά ανεπτυγμένων χωρών. Ο μηχανισμός καθαρής ανάπτυξης. 30

31 Δεσμεύσεις της Ελλάδας στα πλαίσια της Ε.Ε. Περιορισμός της αύξησης των εκπομπών έως το , στο 25% σε σχέση με τα επίπεδα του Είναι προφανές ότι ο περιορισμός της αύξησης των εκπομπών στα παραπάνω επίπεδα δεν έχει επιτευχθεί κυρίως λόγω των ανεπαρκών μέτρων στήριξης των ανανεώσιμων μορφών ενέργειας και των συστημάτων εξοικονόμησης ενέργειας. Η λήψη αποτελεσματικών μέτρων μείωσης των εκπομπών είναι πλέον επιτακτική και θα έχει ως αποτέλεσμα σοβαρά περιβαλλοντικά και οικονομικά οφέλη. 31

32 Τέλος Ενότητας