Obsah
Předmět ("obor") zabývající se životním prostředím a jeho utvářením;
kombinující pohledy přírodovědné (ekologické, biofyzikální, chemické, biochemické, atd.)
s faktory ekonomickými, sociálními a politickými.
Informatika a IT hrají rozhodující roli v získávání a zpracování environmentálních dat, podpoře rozhodování a
při naplnění "práva na informace"
Název "Environmentalistika" v tomto přesném znění je obvyklý pouze ve středoevropském kontextu. Jinak se buďto uvádějí konkrétní vědní disciplíny nebo souhrnné "environmental science".
Označení "životní prostředí" je dnes používáno v mnoha oborech, dnes již zdaleka ne jen technických či přírodovědných (biologie, ekologie, geografie), ale v rostoucí míře i ve vědách humanitních (etika, právo, ekonomie). Vývoj názoru na význam spojení životní prostředí v posledních několika desetiletích prodělal značný vývoj. Co se tedy v těchto různorodých kontextech rozumí pod tímto označením?
"…souhrn ekologických činitelů, které mají bezprostřední význam pro život a vývoj určitého druhu nebo pro jeho populaci. Činitelé prostředí na sebe vzájemně působí a společně vytvářejí podmínky daného prostředí, ve kterém žije určitý organismus nebo populace."
„Systém složený z přírodních, umělých a sociálních složek materiálního světa, jež jsou nebo mohou být s uvažovaným objektem ve stálé interakci. Je to vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů, včetně člověka a je předpokladem jejich dalšího vývoje. Složkami je především ovzduší, voda, horniny, půda, organismy, ekosystémy a energie.“
Na uvedené složky, jak přírodní tak umělé, potom působí řada environmentálních činitelů. Těmito činiteli mohou být subjekty antropického charakteru (jedinec, sdružení jedinců za určitým cílem, státy, celé lidské společenství) nebo jsou to činitelé původu přírodního (přírodní jevy).
Jsou to buďto procesy odehrávající se uvnitř v jednotlivých složkách životního prostředí (vnitřní činitelé ve vodě, půdě, atmosféře) anebo
se jedná o působení vnějších činitelů.
Člověk nepůsobí na složky životního prostředí přímo (jako jedinec), ale zpravidla prostřednictvím jím vytvořených prostředků (nástrojů, zařízení, strojů, postupů, technologií) při nejrůznějších činnostech nejen hospodářské povahy, které mají vliv jak na přírodní, tak na umělé složky životního prostředí.
Vliv těchto činností nemusí být vždy pozitivní. Negativní vlivy se dříve či později nepříznivě projeví nejen na člověku samotném - na jeho zdravotním stavu člověka jako jedince či lidského společenství jako celku (i na jeho genofondu), ale také přímo na ekonomických aktivitách člověka, např. ve formě dodatečných nákladů, které budou muset být vydávány k udržení tempa klasicky pojatého hospodářského rozvoje. V takovém případě by se hospodářský růst obrátil přímo proti sobě samotnému a sám by se začal brzdit zápornou zpětnou vazbou.
Proto se hledá takový model hospodářského, sociálního a kulturního rozvoje, který by umožňoval důstojný život dnešního člověka a přitom zachoval takové podmínky i pro další generace - aby člověk nežil na úkor příštích generací.
Problematika životního prostředí a jeho ochrany se dostává do středu pozornosti vlád a veřejnosti již od šedesátých let. Milníkem se stala dnes již klasická konference Spojených národů o životním prostředí člověka konaná v roce 1972 ve Stockholmu. Bylo to v rozporuplné první polovině sedmdesátých let, kdy náhlá světová energetická krize (byť vyvolaná politicko/vojensky) znamenala první vážné varování extenzivnímu rozvoji ekonomiky a přehlíživému vztahu k prostředí, v němž člověk žije. Článek 13 Stockholmské deklarace zněl: "Pro dosažení racionálnějšího využívání zdrojů a pro zlepšení životního prostředí by státy měly přijmout integrovaný a koordinovaný přístup ke svému rozvojovému plánování tak, aby byl jejich rozvoj v souladu s potřebou chránit a zlepšovat lidské životní prostředí ku prospěchu jejich obyvatelstva."
Komplexní pojímání environmentálních problémů souvisí i s jejich izolovaným sledováním či naopak dáváním jednotlivých prvků do souvislostí. Zpočátku bylo totiž působení člověka na jednotlivé oblasti životního prostředí zkoumáno izolovaně. Popisoval a modeloval se vliv lidských činností na jeho jednotlivé složky, např. ovzduší, ale neexistoval ucelený pohled na životní prostředí jako celek a dostatečně se nevnímaly souvislosti jeho jednotlivých složek. Pozornost byla obrácena spíše k řešení následků, než k identifikaci, pochopení a odstranění následků.
Krokem vpřed bylo vnímání životního prostředí jako celku se všemi vztahy uvnitř i vně (směrem od/k člověku). Toto ucelené vnímání se stalo základem vědy zvané ekologie. Ekologie se stala odborným zázemím ochrany životního prostředí, bylo však třeba identifikovat ty, kdo budou z tohoto zázemí čerpat.
Postupně se dospělo k poznání, že ochrana životního prostředí je záležitost, která nesmí být ponechána pouze na individuální zodpovědnosti soukromých subjektů, ale že je třeba deklarovat také zájem státu spolupodílet se na sledování a ochraně životního prostředí. Začaly vznikat výbory či ministerstva životního prostředí, případně státní agentury, které dostaly tento resort na starost. Systematičtěji se začalo pracovat na legislativě v této oblasti a sledování životního prostředí začala pomáhat i informatika.
O první explicitní zkoumání vztahů v živé přírodě a mezi živými organismy a jejich životním prostředí se pokoušeli již staří Řekové. Tehdy ještě nebyla ekologie (či dokonce environmentalistika) vyčleněna jako samostatná vědecká disciplína, ale tvořila jeden celek především s filozofií a lékařstvím. V této souvislosti uveďme jména význačného (a nejznámějšího) antického lékaře Hippokrata (460-370 př.n.l.) a jednoho z nejvýznačnějších myslitelů starověku vůbec, Aristotela (384-322 př.n.l.).
Pozdější středověká evropská (západní) civilizace zatlačila zájem o člověka a jeho životní prostředí do stínu náboženských otázek. Přírodní vědy se v té době rozvíjely spíše v jiných oblastech světa, nejblíže tomu bylo v Arábii, odkud pochází i jméno slavného Avicenny.
Vzkříšení zájmu o člověka (i z pohledu medicíny) znamenala renesance s jejím návratem k antickým základům, ale výraznější impuls zkoumání vztahu člověka a jeho prostředí přinesl až přelom 17. a 18. století. Antoni van Leeuwenhoek, významný nizozemský lékař, nejenže začal využívat ke zkoumání mikrobů optický mikroskop, ale věnoval se též potravním řetězcům v přírodě a vývoji populace. Významným předělem v historii názorů na přírodu vůbec byla evoluční teorie slavného anglického vědce Charlese Darwina. Na něj navázal německý biolog Ernst Haeckel, který je považován za "formálního" zakladatele ekologie jako vědy. Podstatný rozvoj této disciplíny započal však nejdříve v 50. letech 20. století; v době, kdy se již začaly projevovat první vážné ekologické problémy - např. v souvislosti s pesticidy (DDT).
Za posledních pět desetiletí se ekologie proměnila z úzce přírodovědné disciplíny ve vědu s úzkými vazbami na:
biologie, chemie, fyzika
strojírenství, chemická technologie, doprava, energetika
filozofie, etika, sociologie
S těmito změnami náhledu se mění i přístup k environmentálnímu vzdělávání a výchově.
Jednou z devíti planet naší sluneční soustavy, v pořadí (Merkur, Venuše, Země, Mars, Jupiter, Saturn, Uran, Neptun a Pluto) třetí nejbližší Slunci.
Má tvar geoidu (geometrické těleso odpovídající tvaru Země), od koule se liší zejména zploštěním na pólech, k němuž došlo vlivem odstředivé síly zemské rotace.
Kolem středu sluneční soustavy - přesněji kolem společného těžiště oběhne Země za jeden astronomický rok.
Otáčka kolem vlastní osy trvá jeden den.
Tím, že je osa otáčení nakloněna vůči rovině oběhu má za následek střídání ročních období , způsobené rozdílným slunečním osvitem. V extrémním případě (za polárními kruhy) nastává (v létě) polární den a (v zimě) polární noc , což jsou "dny", kdy buďto slunce vůbec nezapadne za obzor (den), nebo se naopak vůbec neobjeví nad obzorem (noc).
Země má jednu přirozenou oběžnici - Měsíc, který je relativně (vůči oběžnicím jiných planet slun. soustavy) velmi velký, má asi 1/81 hmotnosti Země, proto se někdy soustava Země-Měsíc považuje za dvojplanetu.
Vývoj planety Země započal zhruba před 4.5 miliardami let spolu s vývojem celé sluneční soustavy.
Asi za 1,5 miliardy let poté se začaly na Zemi objevovat první známky života. Člověk se na Zemi objevil mnohem později, jeho první předchůdci se objevují kolem před dvěma až jedním mil. let.
Zde je přesnější rozčlenění na geologická období naleznete např. na Wikipedii, nebo zde jako spirála.
Je možné se podívat na studentskou práci - přehled vývoje Země.
Voda (H2O) je jednou z klíčových látek nutných pro existenci života na Zemi.
Hydrosféra, neboli vodní obal naší planety, vodní plochy pokrývají asi 71 % rozlohy Země (pevnina tedy 29 %) a obsahuje přibližně 1.4 mld km 3 vody. Pouze asi 3 % tohoto objemu tvoří voda sladká, vázaná především v ledovcích (zejména v Antarktidě).
Struktura vodních zásob na Zemi z celkových zásob 1 386 000 000 km³
Vody v mořích a oceánech je většina, asi 97 % všech světových zásob.
Za moře se považuje taková vodní plocha, která má přímé spojení "po vodě" se světovým oceánem (např. průlivem).
Voda v mořích je obvykle bohatá na soli, v průměru obsahuje asi 35 g anorganických solí na litr.
Voda v oceánech je též významným akumulátorem tepla.
Ročně se z oceánů vypaří cca 430 000 km 3 vody, z níž většina spadne opět ve formě srážek do oceánů. Dalších 70 000 km 3 se vypaří z pevnin. Ve formě srážek dopadne na pevninu ročně pouze cca 110 000 km 3 vody, z níž největší část se vypaří, část odteče řekami (40 000 km 3 - tzv. stabilní roční odtok ) a část dosáhne moře jako podzemní voda.
Celkové zásoby vody na Zemi jsou distribuovány takto (Wikipedia).
Voda "přebývá" na svém místě různě dlouho (Wikipedia).
I ze stabilního ročního odtoku je však využitelná pouze malá část, protože většina odteče "rychle" po přívalových deštích a část v neobydlených oblastech. Pouze cca 9 tis. km3 vody je využitelné člověkem.
Každý člověk přitom průměrně spotřebuje (vč. průmyslového a zemědělského využití) cca 7-8 tis. m3 vody, lidstvo tedy celkem 3-4 tis. km3 , tj. skoro polovinu celkového využitelného množství.
Distribuce na obyvatele je velmi nerovnoměrná (př. Kanada, Rusko vs. saharské země).
nerovnoměrná distribuce zásob
kvalita voda používané k pití a průmyslově
znečištění podzemních a povrchových vod (zemědělství, průmysl, těžba, domácnosti)
znečištění oceánů (průmysl, zemědělství - splašky, těžba, havárie)
nevhodné zásahy: nevhodné odvodňování (meliorace), nadměrné zavlažování (vede k zasolení)
Problém: co s těžkými kovy a jinými tox. látkami v čistírenských kalech.
Využití přirozených schopností
Výhoda: neprodukují zbytkový kal, nevyžadují dodatečnou energii.
Více informací v článku Jak fungují čističky odpadních vod 4 - technologie.
v ČR má hlavní síť ČHMÚ, dále pak Hygienická služba, místní úřady, podniky, vědecké ústavy
údaje jsou centralizovány cca 1/půl hodiny
prezentovány jako okamžité stavy, denní (24hodinové), měsíční, roční průměry
koncentrace znečišťujících látek se uvádí u NOx, SO2 a prašného aerosolu v µg/m3
24hodinové limity: NOx 100, SO2 150 (SO2 + NOx v součtu max 250), prach 150 µg/m3, CO 5000 µg/m3 (8hod limit)
přirozené procesy a rovnováha narušena volnými radikály Cl, F, tvořícími se hlavně z CFC (freonů)
tyto radikály mají životnost až 30000x větší než molekuly O3 (jedna tedy zničí až 30000 molekul ozónu)
vysoká stálost freonů (až stovky let) - velká setrvačnost v ozonové díře/vrstvě
nad póly (Antarktida) je ozonová díra (po polární zimě/noci) zeslabena - průnik UV záření
Vídeňská dohoda (1985) a přísnější Montrealský protokol (1987, http://www.unep.org/ozone/montreal.shtml) - mezinárodní dohoda o omezení produkce plynů narušujících ozonovou vrstvu.
emise SO2 poklesly na cca 10 % stavu z roku 1990
přetrvávají lokální problémy s topeništi na hnědé uhlí (tzv. zimní/londýnský smog)
nastupují problémy s individuální automobilovou dopravou - produkce NOx (tzv. letní/losangeleský smog)
lokální problémy s drobnými zdroji - malé kotelny, blokové výtopny atd.
Teplota (a celkově klima) na Zemi je ovlivňována především Sluncem:
Sluneční energie je vedle gravitační nejdůležitějším faktorem ovlivňujícím klima.
Chování Země lze - jako u jiných fyzikálních těles - přiblížit chování tzv. absolutně černého tělesa (black body) - v rovnovážném stavu vyzáří tolik energie, kolik přijme - ovšem ne ve stejných vlnových délkách.
Spektrum vydaného záření je z hlediska vlnové délky distribuováno podle termodynamické teploty tohoto tělesa - s maximem v bodě nepřímo úměrném teplotě (= teplejší -> kratší vlnové délky). Celková suma vyzářené energie je přímo úměrná 4. mocnině termodynamické teploty.
Intenzita zářené bodového zdroje (za ten lze ve vesmírných dimenzích považovat i Zemi a Slunce) klesá s kvadrátem vzdálenosti.
Země není ideální absolutně černé těleso - část přijaté sluneční energie odrazí. Poměr mezi odraženou a přijatou energií se označuje jako albedo.
Intenzita přijatého záření se mění podle denní doby - s maximem v poledne. Rovněž klesá od rovníku k pólům - v průměru.
Díky natočení zemské osy o 23.5° od normály roviny oběhu kolem Slunce se na pólech střídají období polárního dne (24 denně světlo) a polární noci. Nebýt vysokého albeda (díky zalednění), byl by v období polárního dne přísun energie na póly dosti vysoký.
Na oteplování či ochlazování klimatu má vedle změn složení atmosféry klíčový vliv právě albedo.
Průměrné albedo Země je 37 - 39 %, ale:
extrémně vysoké je albedo sněhu (až 90 %) a ledu (v Antarktidě průměrné 80 %)
oblaka mohou mít také vysoké albedo (od 0 do 70 %) - co zvýšit oblačnost na negování účinku skleníkového efektu?
aerosoly - jednak vykazují přímé albedo, druhak fungují jako kondenzační jádra
překvapivě nízké albedo má povrch oceánů - záření proniká do vody a už se tolik neodráží - 3,5 %
písčité plochy (poušť, pláž) mají 25 %
Odkazy na kurzy (předměty) jinde:
The Climate System - Department of Earth and Environmental Sciences, Columbia University
Vznik půdy Základním procesem je zvětrávání svrchní vrstvy matečné horniny. Na procesu vzniku půd se podílejí:
eroze (špatné agrotech. zásahy)
dezertifikace (např. po spásání, dlouhodobým suchem)
podmáčení (přirozeně i důsledkem zavlažování)
zasolení (zavlažováním)
chemická kontaminace (těžké kovy, PCB, hnojiva, ropné produkty)
okyselení (kyselé deště)
zhutňování (mechanizovaným zemědělstvím)
zábor (např. rozptýlenou zástavbou, komunikacemi)
Život je zcela jedinečná forma hmoty, odlišující se od hmoty neživé několika základními vlastnostmi. V živých organismech probíhají tyto podstatné procesy:
Metabolismus - autotrofní vs. heterotrofní organismy (zhruba: zelené rostliny vs. živočichové, houby).
Dráždivost
Reprodukce (+ dědičnost)
Evoluce - vývoj (jedince = ontogeneze, druhu = fylogeneze). K vývoji druhu dochází postupnou změnou genetické výbavy příslušníků tohoto druhu.
Hnací silou vývoje může být adaptace na změny životních podmínek. Druhy, které se změnám nedokážou přizpůsobit, vyhynou. Schopnost přežívat v určitém rozpětí faktorů prostředí nazýváme tolerance (snášenlivost) - příkladem může být schopnost vyrovnat se s výkyvy teplot (např. u člověka: tropy vs. polární kraje) nebo se změnami koncentrace CO 2 ve vzduchu (u rostlin). Vývoj může být akcelerován nebo nasměrován i uměle, cíleným zásahem člověka - to se realizuje výběrem a křížením jedinců - šlechtěním a v poslední době též přímými zásahy do genetické výbavy organismů - genetické inženýrství a klonování - tj. reprodukce jedinců s totožnou genetickou výbavou - ze somatické buňky rodičovského jedince (podařilo se již naklonovat ovce, skot, atd.).
Postupným vývojem druhů může dojít k divergenci, kdy se původně jeden druh rozštěpí na několik nových - když to podmínky daného životní prostředí dovolí (např. druhově bohaté prostředí tropických deštných lesů - zde žije až polovina světových druhů).
Pokud jsou podmínky prostředí tak "přísné", že jim odolají jen druhy s určitými rysy (např. dokonalá tepelná izolace těla, odolnost proti suchu díky stavbě těla zajišťující minimální odpar vody), dochází i u různých druhů ke konvergenci jejich charakteristik.