Zaštita okoliša i urbane sredine (građevinski odsjek, P30)

1/15 Pojmovi. Urbanizacija. Urbana ekologija. Okolinski hazard i rizik. Edin Delić

Cilj kursa

• Definisanje pojmova u oblasti urbane ekologije, održivog razvoja i upravljanja rizikom.

• Sticanje znanja iz oblasti: faktori urbane okoline, urbane biosfere, polutanti i kontaminacija. upravljanje otpadom, zaštitne mjere u očuvanju urbane okoline, rekultivacija i reklamacija.

• Sticanje vještina u identifikaciji indikatora urbanog ekološkog opterećenja, energetske efikasnosti građevinskih objekata

• Sticanje vještina u preliminarnoj analizi rizika i planiranju urbane okline.

• Strategije urbanog opstanka ekosistema.

Svaki dio ove zemlje je svet za moj narod; / Svaka sjajna borova iglica, svaka pješčana obala. / Svaki magla u

tamnoj boji drveta. / Sva čistoća svaki kukac sve je to u sjećanju moga naroda. / Sokovi koji kolaju kroz drveće

nose sjećanje moga naroda. / Mirisave latice cvijeća naše su sestre. / Mi smo dio Zemlje, a Zemlja je dio nas. / Jelen, konj, veliki orao su naša braća. / Mi smo svi pripadaju istoj porodici. / Ako vam prodamo našu zemlju

morate se sjetiti da je to sveto mjesto za nas. / Sjajna voda koja se kreće u potocima i rijekama nije samo voda,

već krv naših ljudi. / Ako vam prodamo zemlju morate se sjetiti i učiti djecu da daju rijekama dobrotu koju dajete

svojoj braći.

Crveni čovjek se uvijek povlači prije napredovanja bijelog čovjeka kao magla koja teče niz planine pred jutarnjim suncem. / Bijeli čovjek ne razumije naš život. / On tretira svoje Majke, Zemlje, kao stvar koja se može kupiti i

prodati. / On će proždrijeti Zemlju i ostaviti samo pustoš. / Gdje je žbunje? Nestalo. / Gdje je orao? Otišao. / Zbogom brzom poniju i lovu. / Kraj života i početak borbe za opstanak. / Za neke posebne namjene Bog dao

vam vlast nad ovom zemljom. / Sudbina je misterija za nas. / Zemlja je draga Bogu. / Škoditi zemlji je isto kao i

činiti štetu Stvoritelju.

Ako vam prodamo našu zemlju, morate je držati svetom; / Mjesto da okusi vjetar što je zaslađen mirisom

poljskog cvijeća. / Sve stvari su povezane. / Što je to život ako čovjek ne može čuti krik lijep ptice? Što je to život

bez životinja? / A što je čovjek bez životinja? / Ako životinje odu, čovjek će umrijeti od velike usamljenosti duha. / Sve stvari su povezane./ Ako vam prodamo našu zemlju, naučite svoju djecu da je zemlja naša majka. Svaki dio

ove zemlje je svetinja moj narod.

To mi znamo:

Zemlja ne pripada čovjeku. Čovjek pripada Zemlji. / Sve stvari povezane su kao krv koja

ujedinjuje obitelj. / Mi nememamo mrežu života. / Mi smo već uhvaćeni u mrežu života.

Što nam je činiti da mijenjamo sebe. / Sve stvari su povezane. / Svaki dio ove zemlje je svetinja za moj narod.

Crveni čovjek voli Zemlji kako novorođenče voli serce svoje majke./ Ako vam prodamo našu zemlju, volite je

onoliko kolliko smo je mi voljeli./ Brinite se za zemlju kao što smo se mi brinuli. / I svom snagom, svim svojim

umom, svim srcem svojim, ga čuvajte za svoju djecu. / I volite je kako Bog voli sve nas.

Jednu stvar znamo: naš Bog je isti Bog. / Mi možemo biti braća poslije svega. / Mi ćemo vidjeti.

(Poglavica Seattle, 1854)

Preporučena literatura

1. Bilo koja knjiga iz oblasti urbane ekologije 2. Prezentacije i drugi materijali sa predavanja i vježbi 3. Urban Ecology, An International Perspective on the

Interaction Between Humans and Nature John M. Marzluff i ostali Springer Science+Business Media, 2008

4. Urban Environmental Management and Technology; K.Hanaki; Springer, 2008

5. Ecology of Cities and Towns – a Comparative Approach, Mark J. McDonnell, Amy K. Hahs, Jurgen H. Breuste Cambridge University Press 2009

6. Building Ecology- First Principles for a Sustainable Built Environment; John M. Marzluff, Eric Shulenberger, Wilfried Endlicher, Marina Alberti, Gordon Bradley , Clare Ryan, Craig ZumBrunnen, Ute Simon; Springer Science+Business Media, 2008

7. http://www.urbanecology.org/

Sadržaj – teme / aktuelni program

1. Okolina- definicija

2. Zaštita okoline

3. Održivi razvoj

4. Biosfera

5. Abiotski faktori života

6. Fizički i hemijski agensi u životnoj sredini

7. Zagađivači ekosistema

8. Oštećenja zemljišta

9. Gubljenje poljoprivrednog zemljišta

10. Zagađenje u urbanim sredinama

11. Odlaganje komunalnog otpada

12. Deponije

13. Mjere zaštite pri izradi sanitarnih deponije

14. Pedosfera

15. Pedološke karte

16. Rekultivacija-tehnička i biološka

Okolina - definicije

Sfere ekosistema

• Atmosfera (vazduh)

• Biosfera (biljke)

• Pedosfera (tlo)

• Antroposfera (stanovništvo)

• Litosfera (stijene/geološka građa)

• Hidrosfera (površinske, podzemne i otpadne vode)

• Okoliš – prostor koji okružuje posmatrani objekat: prirodna okolina, živa i neživa okolina, eko-sistem.

• Urbana sredina (područje) – područje sa većom gustinom naseljenosti i izražen uticaj prisustva ljudi na uslove koji vladaju u području: GRADOVI i NASELJA, obično do nivoa sela ili zaseoka.

Pojmovi

Ekologija i okoliš

• ECO - prefiks izveden iz grčkog “ΟΙΚΟΣ” , što znači kuća i LOGOS (nauka).

• 1866 Ernst Haeckel: Nauka o odnosu živih organizama i okoline

• 1927 Charles Elton: Nauka o istoriji prirode

• 1963 E. P. Odum: Izučavanje strukture i funkcionisanja prirode

• 1972 C. J. Krebs: Nauka o interakciji koja određuje distribuciju i

raznolikost organizama

• Ekologija je naučna disciplina koja proučava međuzavisnost između

organizama i njihove (žive i nežive) okoline.

• Semantički problem: ECOLOGY i ENVIRONMENTAL – isto? (INSURANCE/ASURANCE; CITY-TOWN; SAFETY/SECURITY...)

Urbana ekologija

• Nauka koja proučava ekosistem u naseljenim mjestima i njegovu interakciju sa okolinom. (1)

• Nauka koja proučava interakciju urbanih sistema i prirode. (2)

• Multidisciplinarna: ekologija, sociologija, geografija, arhitektura, klimatologija, zdravstvo i druge.

• Komparacija – industrijska ekologija!

Ekologija urbane sredine – balans!

Resursi Otpad

Populacijska gustina i urbanizacija

Prirodna okolina

Antropogena okolina

Naseljenost (populacijska gustina)

Divljina

Urbana sredina

Ruralna sredina

Suburbana sredina

(U SAD smatra se urbanom sredinom prostor naseljen sa više od 186 stanovnika po km2)

Transekt: Duany Plater - Zyberk & Company (DPZ).

Urbana revolucija i urbana društva

• Oko 75% populacije u razvijenim industrijskim zemljama živi u velikim gradskim centrima (UN, 2004)

• Ekologija u gradovima vs. Ekologija gradova

Utrošak energije za proizvodnju

Materijal Utrošena energija, MJ/kg

Betonski blokovi 1,5

Beton in-situ 2

Cigle od gline 3

Cement 5

Drvena građa 10

Staklo 13

Plastika 80

Alumunijum 170

Godišnj otpad u građevini i rušenju objekata

Otpad u milionima tona

Otpad po osobi godišnje

Procjena vrijednosti nekih faktora ekosistema

Ekosistem

Šume 6 triliona - Reguliše GHG i vodotoke - Prevencija erozije - Stvaranje tla - Zaštita od vjetra - Detoksikacija okoline - Drvo kao sirovina - Rekreacija i kulturno naslijeđe

Travnjaci 1,16 triliona - Redkcija erozije tla - Reprodukcija biljaka - Stvaranje tla - Poljoprivreda

Močvare 6,24 triliona - Zadržavanje vode - Kontrola plavljenja - Zaštita od vjetra

Koralni grebeni 475 biliona - Kontrola kontaminacije - Tretiraju otpad - Štite obalni pojas od oluja - Turizam

Rijeke/ jezera 2,2 triliona - Zadržavanje vode - Kontrola poplava - Ribarstvo

Okeani 10,74 triliona - Generišu O2 i absorbuju CO2 - Ribarstvo

Drugo 15,2 triliona

(G.Bryar, 1997)

Klimatski uticaj urbane sredine

• Zamjena prirodnog tla vještačkim pokrovom i konstrukcijama

• Smanjenje površine pokrivene vegetacijom • Promjena vodnog bilansa (evaporacija, plitka i

duboka infiltracija, površinsko oticanje) • Redukcija prostora za slobodna strujanja

usljed izgradnje objekata i stvaranja „uličnih kanjona“

• Emisije gasovitih, tečnih i čvrstih polutanata i otpadne toplote

• Generiranje ozona i smoga.

Kruženje vode u urbanoj sredini

Uticaj urbanizacije na poplave

Prirodni pokrov

40% isparavanje

10% oticanje

25% plitka infiltracija

25% duboka infiltracija

Do 20% prekriveno

40% evaporacija

20% oticanje

20% plitka infiltracija

20% duboka infiltracija

20-50% prekriveno

35% evaporacija

30% oticanje

20% plitka infiltracija

15% duboka infiltracija

50-100% prekriveno

30% evaporacija

55% oticanje

10% plitka infiltracija

5% duboka infiltracija

Asocijacija?

(NASA)

Deforestrizacija tropskih šuma oko Amazona (NASA, 2010)

Urbane sredine

• Megagrad - „milionski grad“

• Megapolis – grupa megagradova

• Metropola – veliki grad (centar područja)

• Metropolis – metropola i prostor koji gravitira metropoli

• Grad / Naselje / Predgrađe (suburban area)

Metropola (Metropolitan)

• Grčki: meter-mati; polis-grad/država

• U srednjem vijeku metropolitan je označavao područje pod jurisdikcijom biskupa, odnosno „kanonski teritorij“

• Od XIX vijeka pojedine civilne službe dobijaju imena „Metropolitan Police“, „Metropolitan Museum“

• U današnje vrijeme metropola je sinonim za veliki grad

Megapolis

• Grupa međusobno vezanih metropolisa • 200 miliona ili 2/3 US populacije živi u 10 megapolis

područja • Neki od megapolisa u SAD:

Milwaukee-Chicago-Detroit-Pittsburgh koridor (ChiPitts), Los Angeles–San Diego–Tijuana; San Francisco–San Jose–Sacramento i poluostrvo Florida.

• Svjerski megapolisi: Tokyo-Nagoya-Osaka koridor (80 miliona ljudi); London, Sao Paulo–Rio de Janeiro, Peking-Tianjin-Tangshan, delta rijeke Pearl (Hong Kong–Guangzhou), delta rijeke Tangtze (Šangaj)

US megapolisi

Metropolis

• Obuhvaća ne samo urbano područe već i „okolinu koja gravitira“ ili koja je vezana za urbanu jezgru (metropolu).

• Izražena tendencija migracije stanovništva u područja oko velikih gradova, odnosno „demografska metropolizacija“

Mega-gradovi

Projekcije populacije megagradova

2000 (miliona stanovnika) 2015 (projekcija)

Tokyo 34, 5 Tokyo 35,5

Mexico City 18,1 Mumbai (India) 21,9

New York 17,8 Mexico City 21,6

Sao Paolo (Brazil) 17,1 Sao Paolo 20,5

Mumbai (India) 16,1 New York 19,9

Shangai (China) 13,2 New Delhi 18,6

Calcuta (India) 13,1 Shangai 17,2

New Delhi (India) 12,4 Calcuta 17,0

Buenos Aires (Argentina) 11,8 Dhaka (Bangladesh) 16,8

Los Angeles 11,8 Jakarta (Indonesia) 16,8

Izvor: UN

Naseljenost i korištenje energije (1990)

80

40

20

60

20 60 300 40 80 100

Los Angeles

Sydney

London Singapore

United States

Australia and Canada

Europe Asia

Hong Kong

Chicago

Houston

Phoenix Detroit Denver

Adelaide Melbourne

Toronto

New York

Vienna

Paris Berlin

Tokyo

En

erg

y co

nsu

mp

tio

n p

er c

apit

a (1

,000

mill

ion

s o

f jo

ule

s)

Population density (people per hectare)

Urbana sredina kao „toplotno ostrvo“

Zaštita okoline i održivi razvoj

Globalni okolinski indikatori

1. Klimatske promjene

2. Redukcija ozonskog omotača

3. Eutrofikacija

4. Acidifikacija

5. Kontaminacija

6. Kvalitet urbane okoline

7. Biološka raznovrsnost

8. Otpad

9. Atmosferski turbiditet

Ključna okolinska pitanja

1. Ekološki konflikt, industrijska ekologija i globalni indikatori ekološkog opterećenja.

2. Abiološki i biološki okolinski faktori.

3. Prirodni i antropogeni okolinski hazardi.

4. Gasovi sa stakleničkim i utjecajem na atmosferski ozonski sloj.

5. Indikatori i metodologija utvrđivaja ekološkog opterećenja.

6. Osnovni ekološki principi (načela zaštite okoline).

7. Specifičnosti zagađenja vazduha, vode i tla.

8. Eutrofikacija, acidifikacija i kontaminacija.

9. Kvalitet urbane okoline.

10.Uticaj industrije na ekosistem.

11.Hidrološki, aerološki i pedološki poremećaji.

12.Termalna kontaminacija.

13.Ugrožavanje biodiverziteta.

14.Buka i seizmički utjecaji.

Demografska eksplozija

• Pračovjek - kidao plodove i lovio za ishranu, a palio vatru da bi se ogrijao ili spremio jelo.

• Do 8000 godine pne nije bilo poljoprivredne djelatnosti, a procjenjuje se da je na Zemlji živjelo oko 5 miliona ljudi.

• Do nove ere je populacija porasla na 250 miliona ljudi, da bi do 16. vijeka Zemlju nastanjivalo 500 miliona ljudi.

• Do 16. vijeka trebalo je proći 1500 godina da se broj stanovnika na Zemlji udvostruči, a zadnje “udvostručenje” čovječanstva desilo se samo u zadnjih 30 godina (od 1980. do 2010. godine broj stanovnika je porastao sa 4 na 8 biliona ljudi).

Demografska eksplozija

Izvor: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b7/Population_curve.svg/2000px-

Population_curve.svg.png

Broj stanovnika na zemlji, milijardi

Okolinski konflikt ... CO2!

• Visok nivo konflikta između čovjeka i okoline sa globalnim okolinskim posljedicama.

• U atmosferu se emituje oko 6 triliona tona CO2 i drugih GHG godišnje.

• Zemljina atmosfera sadrži oko 0.037% CO2

• Sadašnje količine antropogenih GHG u atmosferi su za oko 25% više nego prije industrijske ere, što je najviša vrijednost u zadnjih 400 hiljada godina.

• Vulkanske aktivnosti na površini proizvode 150 - 300 tona CO2 godišnje, što je tek 1 % od ukupnih antropogenih emisija.

...Okolinski konflikt ...

• Eksponencijalni rast korištenja prirodnih resursa - nastavak.

• Demografska eksplozija sa 6 na 10 biliona ljudi samo u 21. vijeku – i dalje raste broj ljudi.

• Degradacija ekosistema i dalji porast ekološkog opterećenja (globalno zagrijavanje, oštećenje ozonskog omotača, kisele kiše, kvalitet urbanog vazduha, kontaminacija vode). – nema ozbiljnog progresa niti u jednoj oblasti zaštite okoline

Globalne posljedice urbanizacije

• Trošenje resursa

• Fizička oštećenja okoline (gubitak zemljišta, direktne štete od gradnje, ugrožavanje bio-diverziteta)

• Kontaminacija eko-sistema

• Društvene i kulturne posljedice

Globalni i regionalni uticaj

Prostor

Trajanje

Zvuk

Olovo

ČM

NOX

CO2

Lokalno

Regionalno

Globalno

Scenario raspleta ?

KONSTANTNO

CIKLIČNO PROGRESIVNO

EPIZODNO

KATASTROFALNO

DEGRESIVNO

Okolinski faktori

EKONOMSKI

Invenstiranje

Kapital i profit

Proizvodnja

Prodaja/promet

Proizvodni troškovi

Poreska politika ....

EKOLOŠKI

Otpadne vode

Čvrsti otpad

Opasni otpad

Energetski intenzitet

Okolinska efikasnost

Okolinski uticaji

Odlaganje otpada

DRUŠTVENI

Zapošljavanje

Prihvatljiv uticaj na okoliš

Okolinski incidenti

Javno mnjenje

Prigovori/peticije

Protesti/pobune

Sudski sporovi...

Dimenzije urbanizacije

Socijalna dimenzija: Društveno odgovorno

Ekološka dimenzija: Okolinski odgovorno

Ekonomska dimenzija: Profit

1

2

3 4

1. Ekološki efikasno (održiv razvoj) 2. Ekološki i društveno odgovorno, ali

ekonomski neefikasno (zaostajanje u razvoju)

3. Društveno odgovorno i ekonomično, eli ekološki neprihvatljivo (ubrzan razvoj na račun destrukcije okoline)

4. Ekološki odgovorno i ekonomično, ali društveno neodgovorno (bogati zadovoljni, okolina se čuva, ali ekonomija slabi i prijeti zastoj u razvoju)

Okolinski fokus STALI 23.2

Fokus: proizvodnja Fokus: zaštita okoline

Ekonomija uslovljena ekologijom

Okolinska produktivnost (ekološki utjecaj u odnosu proizvodnja/ troškovi)

Troškovi unaprijeđenja okoline (sanacija i prevencija)

Ekologija uslovljena ekonomijom

Ekološki intenzitet (specifičan okolinski utjecaj)

Okolinska ekonomska efikasnost

Linearni model

Kvaziciklični model

Ograničeni resursi

Ograničen otpad Odlaganje

Strategija upravljanja otpadom

Prevencija

Štednja

Ponovno korištenje

Recikliranje

Kogeneracija energetska

Odlaganje

Okolinsko opterećenje

Eko

no

msk

a d

ob

it

Mitigacija Neodgovoran rast

Optimum

Kriteriji za ocjenu ekološkog opterećenja

Okolinsko opterećenje

Eko

no

msk

a d

ob

it

Opšte prihvatljivo

Ekološki inženjering

Neprihvatljivo

Efikasno

Neefikasno

Srednje efikasno