Něco ze zkoušek, skripta atd..

ík (Ca) 1,13 kobalt (Co) 0,13
křemík (Si) 15,20 hliník (Al) 1,09 fosfor (P) 0,10
hořčík (Mg) 12,70 sodík (Na) 0,57 draslík (K) 0,07
nikl (Ni) 2,39 chrom (Cr) 0,26 titan (Ti) 0,05
Země je složena z jádra, pláště a kůry. Jádro je pravděpodobně složeno z železa a niklu
v tekutém stavu. Plášť obsahuje horniny bohaté na silikáty hořčíku a železa. Zemská kůra je
bohatá na křemík a hořčík a hliník. Směrem k jádru stoupá teplota Země. Na rozhraní zemské
kůry a pláště je teplota cca 375°C. Pravděpodobná teplota jádra se udává okolo 3000°C.

2.2 Geosystémy
Systémy životního prostředí na Zemi, které lze zkoumat geografickými metodami
označujeme jako geosystémy, protože jedním z jejich znaků je vazba na zemský povrch. Jsou
to systémy komplexní, smíšené, neboť jejich prvky podléhají různým druhům kauzality, se
značnou diferenciací v prostoru i čase.
Zjednodušeně si můžeme uspořádání geosystémů znázornit podle následujícího
schématu:
Tabulka 2.2: Zjednodušené schéma uspořádání Země
Z E M Ě :
GEOSFÉRA: BIOSFÉRA: ANTROPOSFÉRA:
litosféra: fytosféra lidská společnost
-pedosféra zoosféra artefakty
-hydrosféra
mikroorganosféra
atmosféra

GEOSFÉRA je tvořena zemskou kůrou - litosférou, která se dále člení na pevniny -
pedosféru a souhrn všeho vodstva na povrchu Země (i v ovzduší a zemské kůře ) - hydrosféru,
plynný obal Země tvoří atmosféra.
Litosféra: celkový povrch Země je 510 mil. km
2
.
Ekologie v elektroenergetice 9
Z toho:
¾ světové oceány - 362 mil. km
2
,
tj. 71%
¾ pevniny - 148 mil. km
2
,
tj. 29%.
Plocha pevnin obsahuje přibližně:
¾ 30% lesů,
¾ 20% polí, luk, pastvin a stepí,
¾ 18% horských masivů,
¾ 32% pouští, pustin a oblastí stálého ledu a sněhu.
Vertikální členění - mocnost zemské kůry:
¾ pod pevninami v průměru 35 km,
¾ pod oceány 5 až 7 km.
¾
Zemská kůra se skládá ze 3 druhů hornin: vyvřelé, přeměněné, usazené.
Chemické složení litosféry: - je zastoupeno 102 prvků, rozhodujících je 12 prvků, které tvoří
99,4% hmotnosti. Více než 1% hmotnosti mají prvky: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg (viz
Tabulka 2.1).
Pedosféra jako systém vznikla a vzniká půdotvornými procesy v nejsvrchnější části
litosféry. Na půdotvorných procesech se podílí litosféra zvětráváním (fyzikální, chemické,
biologické) různých hornin, dále pak atmosféra a hydrosféra společným působením formou
klimatu a biosféra vlivem živých i neživých organismů. Komplexními půdotvornými procesy
vznikají různě diferencované genetické půdní typy, u nichž je patrná velká závislost na
horizontální dislokaci (od rovníku k pólům) i vertikálním členění (nadmořská výška)
zemského povrchu. V pedosféře se významně uplatňuje i vliv člověka.
Hydrosférou se chápe veškerá voda na Zemi, která není chemicky vázána. Voda je
obsažena v litosféře, na povrchu zemské kůry, v atmosféře i v biosféře. Hlavní částí
hydrosféry je světový oceán, v němž je soustředěno asi 94% vody. V hydrosféře se uplatňuje
složitý systém oběhu vody, v němž hraje rozhodující úlohu sluneční energie ovlivňující výpar
z oceánů i ze souší. Hmota hydrosféry se odhaduje na 1,4.10
18
tun.
Atmosféra tvoří plynný obal Země. Celková hmotnost atmosféry činí 5,3.10
15
t.
Hlavními prvky, které tvoří atmosféru, jsou: dusík (75,3% hm), kyslík (23,3% hm), argon
(l,28% hm), oxid uhličitý (0,03% hm). Kyslík (O) je základem oxidačních procesů, dýchání a
hoření, dusík (A) je nezbytným doplňkem při dýchání vyšších rostlin, živočichů i člověka.
Oxid uhličitý (CO
2
) je zdrojem asimilace rostlin a uplatňuje se v tepelné bilanci; zadržuje asi
18% tepelného vyzařování Země. Kromě uvedených prvků jsou obsahuje atmosféra (vzduch)
ještě vodní páru (H
2
O), stopové prvky (He, Kr, Xe, Ne, H) a různé plyny pocházející
z přírodní i lidské činnosti. Atmosféra jako celek se významně podílí na utváření životních
podmínek na Zemi, chrání Zemi před dopadajícími meteority, významně omezuje ultrafialové
záření, působí na litosféru, uplatňuje se v tepelné bilanci i v koloběhu vody.
Atmosféru lze rozdělit na několik vrstev s odlišnými vlastnostmi:
¾ troposféra (8 až 16 km),
¾ stratosféra (11 až 40 km, stálá teplota -56
o
C),
¾ mezosféra (40 až 80 km, teplota proměnlivá),
¾ termosféra (80 až 800 km, velmi kolísavá teplota od -107
o
C až do + 2 750
o
C
ve dne,v noci pokles na +1500
o
C).
Uvnitř termosféry - ve výšce 120 až 400 km se vytváří ionizovaná elektricky vodivá
ionosféra. Při horní hranici stratosféry (ve výšce 20 až 40 km) je vrstva zvaná ozonosféra,
10 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně
která je pro život na zemi významná tím, že zadržuje ultrafilové paprsky. Negativní vlivy
civilizace zasahují až do těchto vrstev, např. používáním freonů.
Troposféra zahrnuje 90% hmotnosti atmosféry. Zbytek hmotnosti připadá na zbývající vrstvy
atmosféry.
BIOSFÉROU rozumíme souhrn všech organismů na Zemi. Zahrnuje vše živé na Zemi,
tj. rostliny, živočichy a mikroorganismy. Biosféra je tedy oživená část Země v pedosféře,
hydrosféře a atmosféře, v nichž jsou podmínky pro různé formy života. Biosféra je nadřazená
kategorie pro jednotlivé ekosystémy v celosvětovém měřítku. Nezastupitelně se uplatňuje v
přetváření sluneční energie a v oběhu hmoty. Hmotnost biosféry se odhaduje na 36.10
10
tun, z
toho na autotrofní rostliny (tj. takové, které mají schopnost přetvářet anorganické látky na
organické) připadá více než 99% hmotnosti. Asi 92% biomasy pevnin je obsaženo v lesích. V
chemickém složení organismů dominují kyslík, uhlík a vodík, tyto prvky představují asi 95 %
živé hmoty.
Zdroje biosféry (přírodní zdroje) definujeme jako součásti nebo složky přírody, které
lidstvo využívá k uspokojavání svých životních potřeb. Z hlediska etiky životního prostředí
člověka je příroda zdrojem nejen toho, co člověk potřebuje pro svůj holý život, ale i toho, co
člověk žádá po stránce psychické, emocionální, intelektuální. Proto se klade takový důraz na
kvalitu životního prostředí člověka. Biosféru tvoří fytosféra, zoosféra a mikroorganosféra.
Fytosféra je tvořena rostlinnými společenstvy - fytocenózou. Společenstvo znamená soubor
organismů žijících ve společném prostoru ovlivňující se navzájem, zde globálně chápeme na
celé Zemi.
Zoosféra je tvořena živočišnými společenstvy - zoocenózou. Je přímo či nepřímo závislá na
fytosféře.
Mikroorganosféra je tvořena mikroorganismy a jim podobnými soubory (bakterie, viry
apod.). V ekosystému se uplatňují významně ve funkci reducentů právě mikroorganismy.
ANTROPOSFÉRA představuje lidskou společnost dohromady s jeho výtvory - artefakty,
což jsou vlastně především objekty vytvořené v krajině člověkem (na rozdíl od přírodních
výtvorů existujících bez vlivu lidské společnosti).
Lidská společnost ve své civilizované podobě k zajištění své stále náročnější existence
využívá a mění přírodu. Svou činností zasahuje do všech geosystémů, zejména však ovlivňuje
všechny části geosféry a následně i biosféru. Intenzita vlivu člověka je přímo závislá
především na stupni poznání a společenského vývoje, na stupni poznání souvislosti jevů.
Působení člověka na ostatní sféry možno zahrnout do pojmu antropogenní faktor. Zásahy jsou
většinou uvědomělé a řízené, ale i náhodné.
Artefakty - lidská díla (původně jen umělecká díla) jsou výsledkem činností: umění,
urbanismu, industrializace, meliorací, hydrotechniky, balneotechniky apod.
2.3 Definice a rozdělení ekologie
Klasická definice pojmu ekologie říká: Ekologie je nauka o vzájemných vztazích
organismů k prostředí, ve kterém žijí. Ekologie je tedy věda, která se zabývá zkoumáním
vzájemných vztahů mezi organismy a prostředím. Vyhýbá se úzké specializaci ostatních
vědních oborů. Ekologická zkoumání vychází z poznatků různých biologických vědních
oborů a z poznatků některých dalších vědních oborů. Mají tedy zpravidla mnohooborový,
resp. mezioborový charakter. Podle zaměření zkoumání hovoříme např. o oboru ekologie
krajiny, ekologie rostlin, ekologie člověka, ekologie globální ap. Někteří autoři označují
ekologii jako biologii prostředí. Ekologie je disciplínou, jejíž zásadní hlediska musí platit pro
všechny oblasti lidské činnosti. Ekologie člověka, zkoumající vzájemné vztahy mezi
Ekologie v elektroenergetice 11
člověkem a prostředím, vychází nejen z poznatků přírodních a technických věd, ale i
z poznatků věd lékařských a společenských. Respektování ekologických zákonitostí je
zásadním předpokladem pro udržitelný rozvoj lidské společnosti.
Ekologii dělíme na :
¾ autekologii
¾ synekologii
Autekologie studuje jednotlivé organismy nebo druhy. Při studiu klade důraz na způsob života
a chování organismů nebo druhů v určitých podmínkách v daném životním prostředí.
Synekologie se zabývá studiem skupin organismů, jejich vzájemnými vztahy a vztahy mezi
nimi a jejich životním prostředím.
Složky, které vytvářejí prostředí, v němž jednotlivé organismy dočasně nebo trvale žijí,
označujeme jako ekologické faktory.
Ekologické faktory jsou :
¾ klimatické (teplota, vlhkost vzduchu, vítr )
¾ fyziografické (charakter zemského povrchu)
¾ edafické (půda a její charakter)
¾ biotické (živé organismy)
Pozn.: edafon - živá část půdní hmoty sestávající z mikro a makro organismů rostlinných a
živočišných.
Prostředí dělíme na :
¾ biotické (živá příroda) - biosféra
¾ abiotické (neživá příroda) - geosféra
¾ antropogenní (ovlivněné člověkem) - antroposféra
2.4 Ekosystémy a jejich rozdělení
Pod pojmem „ekosystém” rozumíme časové a prostorové uspořádání, v němž jsou
integrována živá společenstva.
V
I
maximum
I - intenzita ekologických
faktorù
C - podmínky neumožňující
existenci organismu
A - homeostáze - příznivé
výkyvy podmínek
B - stresová situace
O - optimum
E - rozmezí ekologické
přizůsobivosti
V - příznivý vliv ekologckých
faktorů
O
CC
E
ABB

Obrázek 2.1: Rozmezí ekologické přizpůsobivosti organizmu
Ekosystém je funkční soustava živých a neživých složek životního prostředí, jež jsou
navzájem spojeny výměnou látek, tokem energie a předáváním informací a které se vzájemně
ovlivňují a vyvíjejí v určitém prostoru a čase. [20] Ekosystém je ekologický celek složený z
živých organismů a neživého prostředí.
Podle vnitřního chování dělíme ekosystémy na:
ƒ autotrofní
12 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně
ƒ heterotrofní
V autotrofním systému jsou přetvářeny jednoduché anorganické látky ve složité látky
organické pomocí fotosyntézy (systém se živí sám - představiteli jsou rostliny).
Pro heterotrofní ekosystém je charakteristické, že organismy se živí organickými
látkami. Tyto organismy nejsou schopny absorbovat z vnějšku světlo pro syntézu živin a jako
zdroj energie, takže jejich výživa musí být zajištěna organickými látkami (systém se živí
jinými organismy - představiteli tohoto ekosystému jsou živočichové).
Ekosystém je tvořen abiotickou a biotickou částí.
Abiotická část je tvořena :
™ klimatopem (atmosféra, sluneční záření, srážky ap.),
™ hydrotopem (voda v řekách, jezerech, mořích),
™ edafotopem (půda, její živá částí a vlastnosti),
™ technotopem (výsledky lidské činnosti).
Biotická část ekosystému, která je označována jako biocenóza, je tvořena soubory
organismů vytvářejících určitá životní společenstva. Dělíme ji na rostlinnou část - fytocenózu,
a na část živočišnou - zoocenózu.
Biotop je takové místní prostředí, které splňuje nároky charakteristické pro druhy rostlin
a živočichů. Je to soubor veškerých neživých a živých činitelů, které ve vzájemném působení
vytvářejí životní prostředí určitého jedince, druhu, populace, společenstva. [20]
Každý ekosystém se řídí specifickými zákonitostmi, jež mu zajišťují existenci a
životaschopnost. V časově podmíněné rovnováze je ekosystém udržován autoregulační
schopností. Zákonitosti, které udržují ekosystém v rovnováze, tzv. homeostázi, jsou složité
vztahy metabolismu (látkové výměny) a troficity (výživa podmíněná tokem energie). Jsou-li
tyto zákonitosti zvenčí narušeny, může dojít k narušení rovnováhy ekosystému s
dlouhodobými nebo trvalými důsledky, v extrémním případě i k ohrožení existence
ekosystému, tj. k ekologické krizi.(Obrázek 2.1)
Bioenergetické přeměny, k nimž v ekosystémech dochází, jsou uskutečňovány
biotickou částí ekosystému pomocí potravních řetězců. V souvislosti s nimi rozeznáváme:
¾ producenty (rostlinstvo),
¾ konzumenty (živočišstvo),
¾ destruenty (bakterie, mikroby, houby ap.)
Ekosystém není uzavřený. Je to dynamická, otevřená soustava, která vyžaduje příjem
energie. Soubor všech ekosystémů na Zemi vytváří biosféru.
Základním zdrojem energie pro ekosystém je sluneční záření spolu s prvotními surovinami
(H
2
O, CO
2
) a minerálními látkami z půdy.
2.4.1 Fotosyntéza
Nejdůležitější chemickou reakcí na zemi je transformace slunečního záření v chemickou
energii tzv. fotosyntéza. Dopadající sluneční záření se však mění i na energii tepelnou. Tato
přeměna je základem hydrologického cyklu, při němž se obnovují zdroje vody, která spolu s
minerálními látkami, oxidem uhličitým obsaženým ve vzduchu a fotosyntézou je základem
života.
Při fotosyntéze, tj. asimilaci CO
2
, využívají zelené rostliny sluneční energii pohlcenou
chlorofylem (zeleným barvivem) k syntéze oxidu uhličitého a vody v organické látky.
Ekologie v elektroenergetice 13
Základní rovnici fotosyntézy lze vyjádřit:
26126
6
22
610.82,266 OOHCJOHCO +⇔++
Fotosyntézou jsou vytvářeny energeticky bohaté uhlohydráty. Ty pak jsou dalšími
syntézami přeměňovány na složité organické sloučeniny živé hmoty všech stupňů. Vzniklé
živé hmotě říkáme biomasa. Právě produkce biomasy je základní funkcí ekosystému.
2.5 Životní prostředí
Při vyslovení pojmu životní prostředí si většinou představíme životní prostředí člověka.
Ve skutečnosti je však pojem životní prostředí chápat obecněji. Životní prostředí člověka je
jednou ze součástí životního prostředí. Definic životního prostředí najdeme v literatuře celou
řadu. Jednou z nich je:
¾ „Životní prostředí je část prostoru, ve kterém se realizuje působení všech vnitřních
a vnějších činitelů tak, že je umožněno organismům v tomto prostoru žít, vyvíjet se
a rozmnožovat.“
Životní prostředí člověka není z hlediska obsahu teoreticky dosud přesně formulováno.
Jak uvádí někteří autoři (např.Říha) existuje řada definic od nejstručnějších až po značně
obsáhlé. Vysvětlení OSN z r.1972 vystihuje nejširší prostorový význam:
¾ Životní prostředí člověka je totálně fyzikální, chemické a biologické prostředí,
které je třeba chránit, aby se uchovalo zdravé globální prostředí pro přítomné i
budoucí generace.
Významnou součástí životního prostředí člověka je pracovní sféra, jež zahrnuje
veškerou činnost člověka, kterou je člověk nucen vykonávat pro zajištění potřeb nutných pro
svoji existenci. Potřeby člověka se v průběhu vývoje společnosti měnily - především
narůstaly, a to co do množství, tak i rozmanitosti.
Shrnutí
Země je pravděpodobně jedinou z planet sluneční soustavy, na níž je život. Podmínkou
zachování života na Zemi je primární biologická produkce. V přírodě je vytvořen rovnovážný
cyklus, který je dán produkcí biomasy až po její následný rozklad na výchozí komponenty.
Zákony přírody je třeba v zájmu celé naší planety tvořivě a odpovědně respektovat. Země je
tvořena geosférou, biosférou a antroposférou. Ekologie je nauka o vzájemných vztazích
organismů k prostředí, ve kterém žijí. Životní prostředí je část prostoru, ve kterém se realizuje
působení všech vnitřních a vnějších činitelů tak, že je umožněno organismům v tomto
prostoru žít, vyvíjet se a rozmnožovat. Ekosystém je funkční soustava živých a neživých
složek životního prostředí, jež jsou navzájem spojeny výměnou látek, tokem energie a
předáváním informací a které se vzájemně ovlivňují a vyvíjejí v určitém prostoru a čase, je to
ekologický celek složený z živých organismů a neživého prostředí.
2.5.1 Kontrolní otázky:
1. Čím je tvořena Země?
2. Co rozumíme pod pjmem biosféra?
3. Jak dělíme prostředí?
4. Napište základní rovnici fotosyntézy!
5. Definujte životní prostředí!
14 Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně
3 Vliv energetiky na životní prostředí
Cíl
Tato kapitola je stěžejní. Klade si za cíl seznámit studenty s problematikou vlivu energetiky a
zvláště elektroenergetiky na životní prostředí. Zabývá se jednotlivými vlivy energetiky,
získáváním energie, vlivem výroby elektrické energie, hlukem, ionizačním zářením,
problematikou radioaktivních odpadů i riziky energetických technologií v souvislosti
s životním prostředím.

Byl to především rozvoj techniky a průmyslu, který způsobil intenzivní využívání
primárních zdrojů energie, a s tím související různě závažné zásahy do složek geosféry.
Některé z těchto zásahů se posléze negativně projevily v biosféře a významně ovlivnily
životní prostředí člověka. Nejzávažněji se na životním prostředí „podepsala“ energetická
odvětví jednak při získávání energie z primárních zdrojů a jednak při její následné přeměně na
ušlechtilejší formy.
Provedeme-li analýzu technologických procesů v energetice, zvláště jejich vstupů a
výstupů, zjistíme jaký vliv má toto odvětví na životní prostředí. Nejvíce se projevují vlivy:
a) fyzikální a chemické,
b) biologické,
c) ekonomické,
d) estetické ad.
ad a) Fyzikální a chemické vlivy mají svůj původ v rozptylu pevných, plynných, příp. i
kapalných emisí v ovzduší, ve vodě i v půdě, v působení různých polí (elektromagnetické,
elektrostatické, tepelné aj.). Nejvíce je životní prostředí zatěžováno používáním spalovacích
procesů pro energetické využití. Spalování fosilních paliv zatěžuje atmosféru popílkem, oxidy
spalovaných prvků (síra, dusík, uhlík,…) a karcinogenními látkami, hydrosféru znečištěnými
odpadními vodami se zbytky chemikálií a ropných produktů, litosféru především skládkami
tuhého odpadu (škvára, popílek) apod.
ad b) Biologické vlivy jsou přímými následky vlivů fyzikálních a chemických a projevují se
především ve zhoršeném zdravotním stavu živých organismů. Biologické vlivy narušují
normální biologickou rovnováhu, příp. reprodukci, a mnohdy vedou ke zkracování
průměrného života živých organismů.
ad c) Ekonomické vlivy se projeví změnou struktury nákladů na vyráběnou energii vlivem
dodatečně vyvolaných ekologických investic, náklady nutnými na provoz a údržbu
ekologických zařízení, náklady na rekultivaci území po těžbě paliva, náklady na rekultivaci
ploch úložišť škváry a popílku, příp. dalších odpadků. U jaderných elektráren vystupují do
popředí náklady na ukládání radioaktivních odpadů, příp. jejich přepracování, a likvidaci
jaderných elektráren po jejich dožití.
ad d) Estetické vlivy se týkají především přetváření krajiny v souvislosti s těžbou surovin a
následným ukládáním odpadu z výroby energie, s výstavbou výroben elektrické energie,
s výstavbou elektrických stanic a s výstavbou přenosových a rozvodných venkovních vedení.
3.1 Biosféra a rozvoj energetiky
Vývoj lidstva a technický rozvoj zformoval energetiku do souboru velkých systémů -
uhelných, ropných, plynových, tepelných, elektroenergetických a dalších. Analýza vazeb
životního prostředí a energetiky vychází ze složitosti a velikosti energetických systémů.
Rozbor vzájemného působení energetiky a životního prostředí musí respektovat celou řadu
Ekologie v elektroenergetice 15
skutečností.