Scuola Secondaria di primo grado di Muro Leccese L’UOMO E L’AMBIENTE CLASSE III C a.s. 2011-2012

L’UOMO E LE RISORSE DELLA TERRA La vita sulla Terra, comparsa oltre 3 miliardi di anni fa, si mantiene e si sviluppa grazie alla presenza di alcune RISORSE NATURALI, indispensabili per qualsiasi organismo vivente: Acqua Costante la quantità di acqua presente in ogni organismo (rischio disidratazione); Ambiente in cui vivono molti organismi. Aria Tra i gas presenti in essa fondamentali: OSSIGENO (per respirazione), ANIDRIDE CARBONICA (per fotosintesi clorofilliana); Aiuta a mantenere costante la temperatura terrestre (ATMOSFERA). Suolo Le piante affondano le proprie radici; Sono presenti molti microrganismi; Vivono la maggior parte degli animali L’uomo lo sfrutta per le coltivazioni agricole (ricava alimenti).

L’UOMO E LE RISORSE DELLA TERRA Altre risorse Minerali: da cui si ricavano i metalli; Rocce: utilizzate come materiale da costruzione; Combustibili fossili: carbone, petrolio, gas naturali, usati come fonti di energia. Tutte le risorse si dividono in due gruppi: RINNOVABILI: non si esauriscono e vengono continuamente prodotte. Es. Energia eolica (generata dal vento), geotermica (proveniente dal calore interno della Terra) e solare (ottenuta dalla luce solare); prodotti dell’agricoltura, dell’allevamento e della pesca (si riproducono in tempi brevi) NON RINNOVABILI: si esauriscono, si formano in tempi lunghissimi (milioni di anni), molto più lunghi del tempo in cui esse vengono consumate. Es. Minerali, Rocce, Combustibili fossili; suolo e acqua (la quantità a disposizione per gli organismi è limitata).

Salvaguardare e usare in modo consapevole le risorse L’UOMO E LE RISORSE DELLA TERRA Nell’ultimo secolo: AUMENTO DELLO SFRUTTAMENTO DELLE RISORSE TERRESTRI DA PARTE DELL’UOMO, a causa di: rapido aumento della popolazione umana, crescita dei consumi, sviluppo tecnologico e industriale. Salvaguardare e usare in modo consapevole le risorse

IL SISTEMA TERRA IDROSFERA ATMOSFERA LITOSFERA BIOSFERA Sulla superficie della Terra si possono distinguere 3 “porzioni fisiche”: : parte liquida, formata da acqua (oceani, fiumi, laghi) : parte aeriforme, formata da una miscela di gas (azoto, ossigeno, anidride carbonica) : parte solida, formata da rocce (suolo delle terre emerse e fondali oceanici) IDROSFERA ATMOSFERA LITOSFERA In queste tre parti si trovano gli ambienti in cui vivono gli esseri viventi, che costituiscono la BIOSFERA

IL SISTEMA TERRA La Terra si può considerare un SISTEMA, cioè un insieme di componenti strettamente collegate, mantenuto in funzione dall’energia proveniente dal Sole. La Terra, a sua volta, emette nello spazio calore. A causa di questo continuo scambio di energia tra Terra e spazio esterno, la Terra si considera un SISTEMA APERTO. BIOSFERA IDROSFERA LITOSFERA ATMOSFERA

LA RISORSA ACQUA Sostanza più diffusa sulla Terra; Indispensabile per il mantenimento della vita sul nostro pianeta; Si trova nell’atmosfera (vapore acqueo), sulla superficie terrestre allo stato liquido (oceani, mari, laghi, fiumi, torrenti, esseri viventi) e solido (ghiacciai). CICLO DELL’ACQUA  RIMANE INVARIATA LA QUANTITÀ DI ACQUA PRESENTE SULLA TERRA

LA RISORSA ACQUA RISORSA LIMITATA e PREZIOSA, perché? La maggior parte delle acque terrestri si trova nei mari e negli oceani, quindi è salata. L’acqua dolce è solo il 3% dell’acqua totale; di questa più del 2% si trova sotto forma di ghiaccio, difficilmente utilizzabile; quella utilizzabile dall’uomo è meno dell’1% di quella totale presente sulla Terra (si trova in laghi, fiumi, acque superficiali e soprattutto falde idriche). A causa dell’incremento della popolazione mondiale, si è avuto un aumento costante e continuo del consumo di acqua, che, inoltre, non è distribuita uniformemente su tutti i continenti.

LA RISORSA ACQUA RISPARMIO DELL’ACQUA Per fare un bagno in vasca si consumano mediamente fra i 120 e i 160 litri di acqua. Per fare una doccia di 5 minuti se ne consumano dai 75 ai 90 litri. Per una doccia di 3 minuti: dai 35 ai 50 litri. Ogni volta che tiriamo lo sciacquone: 16 litri Ogni volta che ci laviamo le mani: 1,4 litri Per lavarsi i denti lasciando scorrere l’acqua: 30 litri Per lavarsi i denti senza lasciar scorrere l’acqua: 2 litri Per bere e cucinare: circa 6 litri al giorno a persona Per lavare i piatti a mano: 20 litri Per un carico di lavastoviglie: 40 litri Per un carico di lavatrice: 80 - 120 litri Per lavare l’auto (utilizzando un tubo di gomma): 800 litri Per il condizionamento di un palazzo di 8 piani: 3.000.000 litri al giorno. Un rubinetto che gocciola: 5 litri al giorno Non far scorrere inutilmente l’acqua quando laviamo i denti o ci insaponiamo sotto la doccia Fare una doccia veloce al posto del bagno in vasca Limitare il numero di bucati, evitando di sporcarci i vestiti inutilmente o facendo lavare indumenti che non sono sporchi Per bagnare le piante, riutilizzare l’acqua usata per lavare frutta e verdura Aggiustare i rubinetti che perdono

LA RISORSA ACQUA MANTENIMENTO DELLA QUALITÀ DELL’ACQUA INQUINAMENTO: alterazioni dell’ambiente provocate dall’uomo, che consistono nella dispersione di sostanze tossiche nell’acqua, nell’aria e nel terreno. L’acqua inquinata contiene sostanze che ne impediscono l’uso alimentare, agricolo, industriale e la rendono inadatta alla vita degli organismi acquatici. L’inquinamento può essere: BIOLOGICO: presenza di agenti patogeni (batteri) che causano gravi malattie a chi usa l’acqua senza bollirla. Gli agenti patogeni provengono dagli scarichi fognari e possono contaminare le acque sotterranee e le falde acquifere. CHIMICO: presenza di sostanze tipo metalli pesanti, composti di azoto e fosforo, insetticidi, diserbanti, che provengono da scarichi urbani, attività industriali, agricoltura. Queste sostanze non essendo biodegradabili, si accumulano nelle acque inquinandole.

LA RISORSA ARIA ATMOSFERA: involucro gassoso da cui è circondata la Terra, trattenuto vicino al pianeta dalla forza gravitazionale. L’aria, che forma l’atmosfera, è un miscuglio di gas costituito prevalentemente da azoto (79%) e ossigeno (21%). Il restante 1% è formato da anidride carbonica e da una serie di altri gas. L’aria contiene anche quantità variabili di vapore acqueo. In essa sono disperse particelle solide finissime , che formano il pulviscolo atmosferico. Funzioni dell’atmosfera: Contiene ossigeno fondamentale per i processi di respirazione e combustione, in generale. Costituisce uno schermo che protegge la Terra dall’impatto di meteoriti e dall’azione dannosa delle radiazioni ultraviolette del Sole. È la sede dei fenomeni meteorologici. Regola il processo di riscaldamento della superficie terrestre, ridistribuendo su tutto il pianeta il calore che riceviamo dal Sole. Rende possibile il ciclo dell’acqua.

LA RISORSA ARIA Le attività umane hanno prodotto e immesso nell’atmosfera sostanze che: Provocano danni agli organismi viventi (salute) - INQUINAMENTO ATMOSFERICO Cambiamenti climatici di ampia estensione - EFFETTO SERRA, PIOGGE ACIDE, BUCO NELL’OZONO Ognuno di noi respira 13,5 Kg di aria al giorno. Per non provocare danni, essa dovrebbe essere pura, cioè non contenere sostanze inquinanti. Non è possibile a causa di: fonti naturali di inquinamento: eruzioni vulcaniche attività umane: combustione dei combustibili fossili (negli impianti industriali e di riscaldamento, e nei motori dei mezzi di trasporto) smog fotochimico: emissioni degli autoveicoli nei centri urbani in particolari condizioni meteorologiche

EFFETTO SERRA EFFETTO SERRA: fenomeno naturale dovuto alla presenza nell’atmosfera dell’anidride carbonica: essa impedisce che i raggi infrarossi emessi dalla Terra si disperdano nell’alta atmosfera e contribuisce al riscaldamento dell’aria a contatto con la superficie terrestre. Questo fenomeno è, entro una certa misura, indispensabile per la vita sulla Terra

EFFETTO SERRA Il fenomeno è notevolmente aumentato nel corso dell’ultimo secolo diventando un vero e proprio problema ambientale. I maggiori responsabili dell’aumento dell’anidride carbonica nell’aria sono i paesi industrializzati, poiché essa deriva dalle combustioni che avvengono in diversi tipi di industrie, negli impianti di riscaldamento e nei motori dei mezzi di trasporto. Altri gas che causano l’effetto serra (GAS SERRA) sono: Metano: deriva dall’agricoltura, dall’allevamento, dalle discariche a cielo aperto dei rifiuti urbani; Protossido di azoto: proviene dai fertilizzanti; Clorofluorocarburi: usati nelle bombolette spray, considerati anche i principali responsabili del buco nell’ozono.

EFFETTO SERRA Aumento dei gas serra nell’atmosfera  una maggiore quantità di raggi infrarossi non si disperde nell’atmosfera, ma viene riflessa sulla superficie terrestre, provocando un aumento medio della temperatura della troposfera e un possibile cambiamento climatico globale sul nostro pianeta. La temperatura, nel corso dell’ultimo secolo, è aumentata di circa 1° C, ma sono previsti aumenti maggiori se non si riduce la produzione dei gas serra. Piccole variazioni della temperatura media terrestre possono avere gravi conseguenze per gli ecosistemi: in particolare sarebbero accelerati fenomeni quali l’espansione dei deserti, lo scioglimento delle calotte polari e il conseguente innalzamento del livello dei mari. SOLUZIONE: ridurre l’uso dei combustibili fossili per produrre energia e aumentare lo sfruttamento di energie alternative non inquinanti (solare, eolica, …).

PIOGGE ACIDE Sono quelle in cui il pH è inferiore a 5,6. Sono causate da sostanze, quali gli ossidi di azoto e l’anidride solforosa, che combinandosi con il vapore acqueo formano acido nitrico e acido solforico, che cadono suolo insieme alle precipitazioni. Aumento acidità del suolo, dannoso per i batteri azotofissatori, e dei laghi. Danneggiano i monumenti in marmo, attaccano il carbonato di calcio SOLUZIONE: per ridurre i danni provocati dalle piogge acide, si possono applicare, alle ciminiere di centrali termoelettriche e industrie, i filtri di desolforazione, che trattengono l’anidride solforosa. Per risolvere definitivamente il problema è necessario ridurre l’uso dei combustibili fossili e privilegiare l’impiego di altre forme di energia non inquinanti.

BUCO NELL’OZONO Assottigliamento dello strato di ozono, gas con molecola formata da 3 atomi di ossigeno, particolarmente concentrato in una fascia a circa 20 -30 Km nell’alta atmosfera. Responsabili dell’assottigliamento sono i CFC

BUCO NELL’OZONO CONSEGUENZE: minaccia per la vita sulla Terra: lo strato di ozono agisce come un filtro nei confronti dei raggi UV più nocivi in arrivo sulla superficie terrestre, assorbendone la gran parte ed è perciò molto importante per gli esseri viventi. I raggi UV, infatti, provocano forme di tumori alla pelle, danni agli occhi e diminuzione delle difese del sistema immunitario nella specie umana. Ma conseguenze dannose si manifestano anche sugli ecosistemi e nelle catene alimentari: si è accertato che alcune piante sono sensibili a un aumento di raggi UV in arrivo sulla Terra e ne risente anche il fitoplancton, primo anello delle catene alimentari marine. SOLUZIONE: nel congresso di Montreal (CANADA) del 1987, quaranta paesi hanno stabilito di ridurre la produzione di CFC, per arrivare a dimezzarla entro il 1999.

IL PROTOCOLLO DI KYOTO Lo sfruttamento delle risorse, le diverse forme di inquinamento ambientale e la riduzione della biodiversità sono problemi che coinvolgono tutto il pianeta ed è perciò indispensabile che gli interventi necessari per la salvaguardia dell’ambiente siano concordati e coordinati da tutti i Paesi. Per proporre soluzioni alle questioni ambientali si sono svolti molti incontri a livello internazionale. Tra questi citiamo il protocollo di Kyōto. Si tratta di un trattato internazionale in materia ambientale riguardante il riscaldamento globale sottoscritto nella città giapponese di Kyōto l'11 dicembre 1997 da più di 160 paesi in occasione della Conferenza sui cambiamenti climatici. Il trattato è entrato in vigore il 16 febbraio 2005. L’obiettivo principale era quello di avviare forme di lotta contro i cambiamenti climatici con un’azione internazionale, per ridurre le emissioni dei gas serra, responsabili del riscaldamento del pianeta. Il protocollo di Kyōto impone ai Paesi industrializzati, responsabili di oltre il 70% delle emissioni, di ridurre le proprie emissioni di gas serra del 5,2% rispetto al 1990 in un arco di tempo compreso tra il 2008 e il 2012. In Italia per raggiungere questo obiettivo è stata introdotta una tassa che penalizza l’uso di prodotti da combustione che liberano notevoli quantità di CO2. Non tutti i paesi hanno partecipato a tale conferenza e ciò,purtroppo, ritarda il raggiungimento degli obiettivi fissati.

LA RISORSA SUOLO Il suolo è una risorsa limitata: i suoli coltivabili sono solo una piccola parte delle terre emerse. PROTETTO e DIFESO contro Desertificazione, disboscamento e interventi dell’uomo DESERTIFICAZIONE: in alcune regioni del pianeta con clima arido l’estensione dei suoli coltivabili si riduce perché essi perdono fertilità e si trasformano in suoli desertici, inadatti sia alla coltivazione che al pascolo: questo fenomeno è noto con il nome di desertificazione e porta a un avanzamento del confine dei deserti (nel Sudan, il deserto è avanzato di 100 km tra il 1950 e il 1975). Secondo stime recenti il problema riguarda circa il 17% delle terre emerse soprattutto nei paesi del Sud del mondo. Cause: naturali: eccezionali peridi di siccità, erosione operata dalle acque e dal vento; attività umane: - intenso sfruttamento agricolo del suolo - pascolo eccessivo.

LA RISORSA SUOLO DISBOSCAMENTO : accelera la degradazione del suolo, agendo in due modi: l’assenza della chioma degli alberi, che normalmente frena la velocità di caduta delle piogge, fa sì che le gocce arrivino con maggiore violenza sul suolo, scalzandone le particelle la mancanza delle radici impedisce che il suolo venga trattenuto, specialmente quando è imbevuto di acqua per le abbondanti precipitazioni e ciò è causa di smottamenti e frane. PASCOLO: numero di animali troppo elevato sempre nelle stesse zone  il suolo resta senza protezione vegetale PENDENZA DEL SUOLO: influenza la velocità di scorrimento delle acque superficiali

LA RISORSA SUOLO SOLUZIONI: (alcune molto costose) Introdurre le piante pioniere, cioè quelle che si insediano per prime anche in ambienti aridi e inospitali, ma che preparano il suolo alla successiva introduzione di altre piante più esigenti. Praticare l’aridocoltura (ad alcuni centimetri di profondità nel suolo si sotterrano sostanze in grado di trattenere l’acqua piovana, per esempio la torba; in questo modo l’acqua rimane negli strati vicini alle radici delle piante, non si perde in profondità e si usa una minor quantità di acqua per l’irrigazione) o utilizzare i sistemi di irrigazione a goccia, consistenti nel distribuire l’acqua, facendola fuoriuscire da un tubo forato, solo immediatamente vicino alle piante coltivate. Ridurre il numero di animali che pascolano su una certa superficie o spostarsi con gli animali in altre zone, in modo da lasciare alle piantine il tempo di ricrescere. Rimboschimento.

LA RISORSA SUOLO  INQUINAMENTO: legato alle sostanze di scarto dell’industria e ai rifiuti della vita quotidiana. INQUINAMENTO DIRETTO: le industrie producono come residuo delle loro lavorazioni molte sostanze tossiche che talvolta sono eliminate sotterrandole o buttandole direttamente sul terreno; gli allevamenti di bestiame producono come residui gli escrementi solidi e liquidi degli animali; noi buttiamo grandi quantità di rifiuti solidi che non sempre sono biodegradabili. INQUINAMENTO INDIRETTO: nell’aria troviamo le particelle emesse come gas di scarico dai motori delle auto, dalle ciminiere delle fabbriche. L’acqua piovana ripulisce l’aria da queste sostanze e le deposita sul terreno, che raccoglie tutto l’inquinamento dell’atmosfera. Questo a sua volta cede le sostanze dannose all’acqua che lo attraversa e che costituisce le falde acquifere. L’inquinamento del suolo si riflette in definitiva sulla qualità dell’acqua che esce dai nostri rubinetti.  

LA RISORSA SUOLO SOLUZIONI:    SOLUZIONI: Ridurre la quantità delle sostanze chimiche usate nell’agricoltura; Le industrie e gli allevamenti devono avere impianti di depurazione che raccolgano le sostanze di scarto pericolose; I rifiuti solidi devono essere raccolti in modo differenziato in modo da poterli smaltire (bruciandoli con gli inceneritori) e riciclare, riutilizzandoli per fabbricare nuovi materiali e con essi altri prodotti.

LE RISORSE MINERARIE ED ENERGETICHE ALTRE RISORSE Minerali: da cui si ricavano i metalli; Rocce: utilizzate come materiale da costruzione; Combustibili fossili: carbone, petrolio, gas naturali, usati come fonti di energia. Con la rivoluzione industriale l’uso di queste risorse è fortemente aumentato Se il consumo continuerà ad essere quello attuale , alcune di esse si esauriranno in pochi decenni. URGENTE INTERVENIRE PER UN USO PIÙ EFFICIENTE E UN MAGGIORE RISPARMIO DI TALI RISORSE, dalle quali dipende la civiltà industriale. SOLUZIONI: riciclaggio dei minerali usati come materia prima ricerca di alternative all’uso dei combustibili fossili

Le fonti rinnovabili di energia NON SI ESAURISCONO e NON SONO INQUINANTI ENERGIA SOLARE: - usata attraverso pannelli che catturano la radiazione solare e scaldano l’acqua che passa nei tubi al loro interno (riscaldamento abitazioni) - convertita in energia elettrica, tramite batterie di celle fotovoltaiche (apposite centrali). ENERGIA EOLICA: Sfrutta l’energia del vento per produrre energia elettrica, tramite aerogeneratori, cioè dispositivi dotati di grosse pale, poste in movimento dalle correnti d’aria. ENERGIA GEOTERMICA: Prodotta sfruttando il calore proveniente dall’interno della Terra, in particolare soffioni, getti di vapore acqueo emessi a temperature e pressioni elevate. ENERGIA MAREOMOTRICE: Prodotta sfruttando le correnti marine, le onde e le maree.

LA RISORSA RIFIUTI CATENA ALIMENTARE: tutti gli organismi usano materiali ed energia per il loro mantenimento; producono sostanze di rifiuto, sfruttate e decomposte da altri organismi della catena alimentare I RIFIUTI NON SI ACCUMULANO NELL’AMBIENTE IN QUANTO VENGONO RICICLATI La società umana produce enormi quantità di rifiuti solidi che non è in grado di smaltire adeguatamente BIODEGRADABILI NON BIODEGRADABILI Decomposti da microrganismi bioriduttori; trasformati in sostanze che rientrano nel ciclo della materia Si accumulano e creano gravi problemi ambientali

LA RISORSA RIFIUTI RACCO LTA DIFFERENZIATA RSU: rifiuti solidi urbani, escono dalle nostre case Alcuni possono essere RICICLATI o TRASFORMATI Altri SMALTITI in discariche o in TERMOVALORIZZATORI RACCO LTA DIFFERENZIATA

LA RISORSA RIFIUTI Molti comuni sono organizzati per effettuare la RACCOLTA DIFFERENZIATA: sistema di raccolta che separa i rifiuti in base alla loro composizione, per favorirne il riutilizzo. In Italia la forma di smaltimento più diffusa sono le DISCARICHE BIOGAS: gas di origine biologica PERCOLATO: liquido che deriva dall’acqua piovana e da quella contenuta nei rifiuti

LA RISORSA RIFIUTI I TERMOVALORIZZATORI sono ancora poco diffusi Pochi anche gli impianti di COMPOSTAGGIO: trattamento dei rifiuti provenienti dagli scarti di cucina, dai mercati ortofrutticoli, dalla falciatura dell’erba  Umido o Organico. I rifiuti vengono frantumati, disposti in cumuli e poi decomposti ad opera di funghi e batteri. Alla fine si ottiene COMPOST: terriccio umido e scuro da usare come fertilizzante naturale.

ENERGIA DALLE BIOMASSE BIOMASSA: materia organica di origine vegetale Ricca di energia chimica, usata per: Produrre calore Produrre alcol etilico Produrre biogas

LA PROTEZIONE DELL’AMBIENTE BIOSFERA: equilibrio delicato da salvaguardare perché più volte minacciato dall’uomo Impedire che nell’ambiente si accumulino sostanze inquinanti Salvaguardare la diversità biologica, cioè numero e varietà di forme di vita, creando aree protette come PARCHI e RISERVA NATURALI Diffondere l’agricoltura biologica che valorizza la fertilità naturale dei suoli e riduce al minimo l’uso dei prodotti chimici.

RIFERIMENTI Bibliografia Leopardi, Gariboldi - LINEA SCIENZE - Garzanti Scuola Bonola, Leoni, Masini, Scacchetti - LE SCIENZE PER TE - Bruno Mondadori Tibone - FACCIAMO SCIENZE - Zanichelli Flaccavento, Romano – GALILEO – Fabbri Editori Materiale scaricato da Internet