Τα πεδία που επιμορφωθήκαμε
Το φαινόμενο του θερμοκηπίου
Η Γη μας δέχεται κάθε στιγμή στη φωτεινή πλευρά της (ημέρα) τεράστια ποσά ενέργειας από τον ήλιο με τη μορφή φωτός (μια πληθώρα από διαφορετικές ακτινοβολίες - δηλαδή ακτινοβολίες διαφορετικού μήκους κύματος, τις υπεριώδεις, τις ορατές και τις υπέρυθρες). Η ενέργεια αυτή, εκτός των άλλων, θερμαίνει το έδαφος και τα πετρώματα. Η θερμότητα αντανακλάται προς το διάστημα με τη μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Αν η Γη μας δεν είχε ατμόσφαιρα, θα ήταν ένας παγωμένος πλανήτης. Κι αυτό γιατί όση θερμότητα δέχεται η Γη από τις ακτίνες του ήλιου θα χάνονταν στο διάστημα υπό μορφή υπέρυθρης ακτινοβολίας. Κάποια μόρια της ατμόσφαιρας συγκρατούν την υπέρυθρη ακτινοβολία, θερμαίνοντας έτσι την ατμόσφαιρα και την επιφάνεια της Γης, αυξάνοντας το μέσο όρο της θερμοκρασίας της στους 15,5 ο C. Τέτοια μόρια είναι το H2O (υδρατμοί), CO2, CH4 κ.α. που βρίσκονται στην ατμόσφαιρα με φυσικό τρόπο (η παρουσία τους, δηλαδή, δεν είναι αποτέλεσμα ρύπανσης). Έτσι, η ατμόσφαιρα λειτουργεί ως θερμοκήπιο αφήνοντας την ενέργεια του ήλιου να εισέλθει, εμποδίζοντας ταυτόχρονα την θερμότητα που δημιουργείται να εξέλθει στο διάστημα. Το ίδιο φαινόμενο συμβαίνει στα αυτοκίνητα και στα θερμοκήπια, όπου το διαφανές υλικό που τα σκεπάζει, αφήνει τις ακτίνες του ήλιου να εισέλθουν στο εσωτερικό που έτσι θερμαίνεται. Η υπέρυθρη ακτινοβολία (θερμότητα) όμως, που αντανακλάται (που αν διέφευγε, θα έψυχε το εσωτερικό), δεν μπορεί να εξέλθει από το τζάμι κι έτσι εγκλωβίζεται στο εσωτερικό, αυξάνοντας τη θερμοκρασία.
Παρατηρήστε τη μεταβολή της θερμοκρασίας στην ατμόσφαιρα καθ΄ ύψος. Όσο ανεβαίνουμε ψηλότερα, τόσο πέφτει η θερμοκρασία. Στις κορφές των βουνών υπάρχει χιόνι παρ΄ όλο που βρίσκονται πιο κοντά στον ήλιο. Άρα η Γη ζεσταίνεται από κάτω προς τα πάνω, λόγω της ύπαρξης των αερίων που προαναφέραμε.
Τα τελευταία χρόνια όμως, λόγω της βιομηχανικής ανάπτυξης και της αύξησης του πληθυσμού, συμβαίνει η παραγωγή των αερίων CO2 και CH4 να αυξάνει υπερβολικά. Η καύση μέσα σε μόλις 100 χρόνια μιας τεράστιας ποσότητα πετρελαίου που αποθηκεύτηκε στα έγκατα της Γης μέσα σε εκατομμύρια χρόνια, μετέτρεψε την μάζα του σε CO2 ενώ η υπερκατανάλωση κρέατος από τον αυξημένο πληθυσμό της Γης, προκάλεσε την αύξηση του αριθμού των εκτρεφόμενων ζώων που παράγουν με τα αέριά του πεπτικούς τους σωλήνα μεγάλες ποσότητες μεθανίου. Το ίδιο συμβαίνει με τις διαρροές μεθανίου (φυσικού αερίου) από τις πετρελαιοπηγές ή την αναερόβια αποσύνθεση της κοπριάς των ζώων.
Έτσι, η απορροφητικότητα της ατμόσφαιρας σε θερμότητα αυξήθηκε και ο μέσος όρος θερμοκρασίας της γης άρχισε να μετατοπίζεται προς τα πάνω. (Η ατμόσφαιρα από κουβέρτα έγινε πάπλωμα θα λέγαμε). Όμως η αύξηση έστω κι ενός βαθμού του ετήσιου μέσου όρου θερμοκρασίας της Γης, σημαίνει μεγάλες κλιματικές αλλαγές, λιώσιμο πάγων, τροποποίηση του ρυθμού εξάτμισης των ωκεανών και αλλαγή κατεύθυνσης των ρευμάτων των ωκεανών. Τα αποτελέσματα του φαινομένου γίνονται από τώρα αντιληπτά με την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, βίαια καιρικά φαινόμενα και αστάθεια κλιματική.
Το φαινόμενο του θερμοκηπίου (που είναι φυσικό φαινόμενο) επιτείνεται από την παραγωγή των βιομηχανικών και ανθρωπογενών ρύπων.
Ο Κύκλος του Νερού
Μαζέψαμε πληροφορίες και τις συνδυάσαμε με την τοπογραφία της περιοχής του Ολύμπου.
Ευτροφισμός και συνέπειες
Ο ευτροφισμός[1] είναι το περιβαλλοντικό φαινόμενο κατά το οποίο η υπέρμετρη αύξηση της συγκέντρωσης θρεπτικών στοιχείων συνεπάγεται τη μείωση του διαλυμένου οξυγόνου στο νερό και κατά συνέπεια την αλλοίωση της βιοποικιλότητας σε αυτό. Το φαινόμενο αυτό παρουσιάζεται συνήθως σε λίμνες ή κλειστούς αβαθείς κόλπους.
Ο ευτροφισμός προκαλείται από τον εμπλουτισμό των υδάτων με απορροές θρεπτικών στοιχείων. Τα θρεπτικά αυτά στοιχεία μπορεί να είναι νιτρικά και φωσφορικά ιόντα από λιπάσματα και απορρυπαντικά, κάλιο και οργανικά απόβλητα. Αυτά, όταν αποικοδομηθούν, παράγουν θρεπτικά συστατικά, τα οποία είναι η βασική τροφή για το φυτοπλαγκτόν και τα υδρόβια φυτά, που είναι καταναλωτές μεγάλων ποσοτήτων οξυγόνου, μειώνοντας έτσι και τη βιοποικιλότητα στο νερό. Η έλλειψη οξυγόνου, οδηγεί σε αναερόβιες συνθήκες μέσα στο νερό, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή τοξικών ουσιών όπως είναι το μεθάνιο, το υδρογόνο, η αμμωνία, το υδρόθειο και η φωσφίνη.
Τα βακτήρια και τα φύκη αυξάνονται σε αριθμό τόσο, που σχηματίζουν επικάλυμμα στις υδάτινες επιφάνειες, προκαλώντας σκίαση στο νερό κάτω από την επιφάνεια. Χωρίς φως, οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί στον πυθμένα θανατώνονται, προσφέροντας ακόμη μεγαλύτερη ποσότητα τροφής σε άλλα βακτήρια, που συνεχίζουν να αναπτύσσονται. Καθώς ο αριθμός των βακτηρίων αυξάνεται, η κατανάλωση του διαλυμένου στο νερό οξυγόνου αυξάνεται δραματικά, ενώ η παραγωγή ελαττώνεται, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει οξυγόνο για τους μη φωτοσυνθετικούς οργανισμούς, όπως, π.χ. τα ψάρια. Τα ψάρια είναι οι πρώτοι οργανισμοί που πεθαίνουν ενώ εξακολουθούν να επιβιώνουν τα βακτήρια δίνοντας έτσι ζωή στο οικοσύστημα. Αποτέλεσμα του ευτροφισμού είναι η μεταβολή της χλωρίδας και πανίδας των υδροβιότοπων καθώς όμως και οι περιορισμένες δυνατότητες για αναψυχή.
Συνέπειες ευτροφισμού:
Αύξηση παρόχθων μακρόφυτων,
Αύξηση κυανόφυτων,
Μείωση της διαφάνειας του νερού,
Μείωση μακροφυτικών πληθυσμών,
Ελάττωση συγκέντρωσης του διαλυμένου στο νερό οξυγόνου,
Αύξηση της συγκέντρωσης τοξικών αερίων.
Το πρόβλημα των πλαστικών
Το πρόβλημα των πλαστικών
Τα αλκένια, μέσω του πολυμερισμού όπως θα δούμε στη χημεία Λυκείου, μετατρέπονται σε πλαστικά που είναι υλικά μεγάλης αντοχής. Χρησιμοποιούνται κυρίως για υλικά συσκευασίας και σακούλες μίας χρήσης.
Περίπου 500 δισεκατομμύρια με 1 τρισεκατομμύριο σακούλες χρησιμοποιούνται σε όλο τον κόσμο ετησίως, σύμφωνα με στοιχεία του Οργανισμού Προστασίας Περιβάλλοντος. Από αυτές μόνο το 1% ανακυκλώνεται. Οι υπόλοιπες καταλήγουν στο έδαφος και στον ωκεανό και χρειάζονται περισσότερα από 600 χρόνια για να διαλυθούν εντελώς.
Οι καταστροφές που προκαλούν είναι ανυπολόγιστες. Περισσότερα από 100 χιλιάδες θαλάσσια ζώα πεθαίνουν από τις πλαστικές σακούλες που μολύνουν τις θάλασσες ετησίως, μεταξύ των οποίων είναι και οι θαλάσσιες χελώνες. Τις μπερδεύουν με μέδουσες και τις τρώνε, με αποτέλεσμα να πνίγονται και να πεθαίνουν. Αν καταφέρουν να αποφύγουν τον πνιγμό, πεθαίνουν αργά και βασανιστικά από τα χημικά που έχουν οι σακούλες ή από εντερική απόφραξη.
Εκτιμάται ότι αν συνεχιστεί η ρίψη πλαστικών στη θάλασσα με τον ίδιο ρυθμό, μέχρι το 2050 θα υπάρχουν στη θάλασσα περισσότερα πλαστικά απορρίμματα απ’ ότι ψάρια.
Παρόμοια μοίρα έχουν και άλλα ζώα, όπως αγελάδες και κατσίκες που επίσης μπερδεύονται και τρώνε σακούλες. Τα τοξικά που υπάρχουν στα πλαστικά δεν θα μπορούσαν να μην επηρεάσουν και τον άνθρωπο, καθώς περνάνε σε αυτόν μέσω της τροφικής αλυσίδας. Μολυσμένα ψάρια, αλλά και πουλιά, μεταφέρουν στον άνθρωπο επικίνδυνες δηλητηριώδεις ουσίες.
Η σακούλα όπως και άλλα πλαστικά αντικείμενα, διαλύονται σε χιλιάδες κομμάτια (μικροπλαστικά), τα οποία μολύνουν το 80% του πόσιμου νερού, σύμφωνα με αμερικανική έρευνα.
Τα μικροπλαστικά έχουν τόσο μικρό μέγεθος που μπορούν να εισέλθουν στον οργανισμό, χωρίς να γίνουν αντιληπτά.
Για την παραγωγή της πλαστικής σακούλας απαιτούνται χιλιάδες βαρέλια με πετρέλαιο, που είναι ένας μη ανανεώσιμος πόρος. Η τιμή του συνεχώς αυξάνεται γιατί μειώνεται η διαθέσιμη ποσότητα του πετρελαίου, κάτι που οδηγεί σε περισσότερες εξορύξεις και στην καταστροφή περισσότερων οικοσυστημάτων.
Παράλληλα, για την παρασκευή και την μεταφορά τους, χρησιμοποιούνται πολύτιμοι πόροι ενέργειας και νερό, ενώ απελευθερώνεται στον αέρα διοξείδιο του άνθρακα και άλλα χημικά, επιβαρύνοντας την ατμόσφαιρα. Όλα αυτά συμβαίνουν για να χρησιμοποιηθεί το πλαστικό για μια φορά, για μια μεταφορά.
Παρόλο που η πρώτη εναλλακτική λύση είναι οι χάρτινες σακούλες, και αυτές επιβαρύνουν το περιβάλλον, καθώς κόβονται πολλά δέντρα για να κατασκευαστούν. Η πιο φιλική προς το περιβάλλον λύση είναι οι επαναχρησιμοποιούμενες τσάντες.
Σε πολλές χώρες, έχει επιβληθεί η χρέωση της σακούλας, με σκοπό τη μείωση της παραγωγής και της χρήσης της. Παρόλο που πολλοί δυσαρεστούνται, τα νούμερα δείχνουν την αποτελεσματικότητα αυτού του μέτρου. Παράδειγμα αποτελεί η Ιρλανδία, στην οποία μειώθηκε κατά 93,5% η χρήση πλαστικής σακούλας από το 2002 που επιβλήθηκε το μέτρο.
Τι είναι βιολογικός καθαρισμός λυμάτων
Μάθαμε για το ρόλο των μικροοργανισμών στην αποικοδόμηση των οργανικών ουσιών των λυμάτων, στις τεχνολογίες καθίζησης, οξυγόνωσης και εμβολιασμού μικροοργανισμών στις δεξαμενές των βιολογικών μονάδων.
Μικροβιολογία - καλλιέργεια μικροοργανισμών
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον δείξαμε στην παρατήρηση κυττάρων μικροοργανισμών μέσω μικροσκοπίου καθώς και στην καλλιέργεια σε τριβλία πετρί σε θρεπιτικό υπόστρωμα.
Μελέτη των επιφανειακών ανέμων
Μάθαμε να αναζητούμε δεδομένα κλιματικά για οποιαδήποτε ημερομηνία μας ενδιαφέρει, βροχόπτωση, διεύθυνση και ένταση ανέμων, θερμοκρασίες, ηλιοφάνεια κλπ.
Στον σύνδεσμο αυτό μπορούμε να παρακολουθήσουμε τη ροή των ανέμων σε κάθε μέρος του πλανήτη.
Μελέτη δορυφορικών εικόνων
Μάθαμε να αναζητούμε και να συγκρίνουμε δεδομένα δορυφορικών εικόνων με διάφορα φίλτρα και για διάφορες χρονικές περιόδους ώστε να βγάζουμε συμπεράσματα για το αντικείμενο της μελέτης μας.
Στον σύνδεσμο αυτό μπορούμε να αναζητήσουμε δορυφορικά δεδομένα από οποιοδήποτε μέρος της Γης.
Διήθηση - Φυγοκέντριση - Φασματοφωτομετρία - απορρόφηση φωτός σε διάφορες συχνότητες από δείγματα νερού
Δειγματοληψία νερού από διάφορες περιοχές της ακτής και μέτρηση της απορρόφησης του φωτός σε διάφορα μήκη κύματος ώστε να μετρηθεί η χλωροφύλλη α. Χρήση ειδικού πρωτοκόλλου και του μαθηματικού τύπου τελικού υπολογισμού.
