Ochrana životního prostředí

Toto téma přibližuje problémy životního prostředí, jejich vývoj a možná řešení. Pozornost je také věnována ochraně životního prostředí z hlediska legislativy a aktivní péči o životní prostředí.

K dispozici jsou následující podtémata:

• Ochrana území a druhů – Ochrana organizmů a jejich prostředí, zejména v kontextu Česka.
• Péče o přírodu a krajinu – Informace a souvislosti týkající se praktického provádění péče o krajinu (např. i v rámci školní třídy).
• Klimatická změna – Změna klimatu a její dopady. Možné způsoby, jak se s ní vyrovnat a výhled do budoucnosti.
• Voda, krajina, produkce potravin
• Odpady, životní prostředí a zdraví člověka
• Ochrana životního prostředí: mix

Mezioborové téma věnující se znečištění ovzduší obecně je k dispozici v rámci předmětu chemie. Souvislosti týkající se životního prostředí jsou obsažené také v tématu využívání vody.

V Česku přírodní prostředí dle zákonů podléhá obecné ochraně, navíc jsou vymezena území a druhy organizmů, které vyžadují zvláštní ochranu. Ochranu životního prostředí popisuje zejména zákon 114/1992 Sb., na něj je navázána prováděcí vyhláška 395/1992 Sb.

Ochrana organizmů spočívá zejména v ochraně jejich životního prostředí. Ne vždy je optimální určité prostředí zcela znepřístupnit člověku. Mnohé biotopy ke svému zachování potřebují určitou míru narušení, např. vypásání, seč, oheň či pohyb těžké techniky.

Ochrana jedinců má výraznější význam u (velkých) savců, naopak minimální význam má třeba u bezobratlých živočichů. U migrujících živočichů (zejména ptáků) je nutné chránit i jejich migrační trasy.

Ochrana se nezaměřuje jen na živou přírodu, může též sloužit k ochraně neživé přírody (minerály, horniny, fosilie či stratotypy).

Místní ochrana území

Podle místní legislativy se v Česku zvláště chráněná území rozdělují na velkoplošná a maloplošná:

• Mezi velkoplošná zvláště chráněná území patří národní parky (Krkonošský NP, NP České Švýcarsko, NP Podyjí, NP Šumava) a chráněné krajinné oblasti (např. CHKO Šumava, CHKO Bílé Karpaty, CHKO České středohoří…).
• Mezi maloplošná zvláště chráněná území patří národní přírodní rezervace (NPR), národní přírodní památky (NPP), přírodní rezervace (PR) a přírodní památky (PP). Maloplošná ZCHÚ mohou být součástí velkoplošných.

Povolení či zákazy určitých činností v daných územích jsou obecně popsány zákonem 114/1992 Sb., dále mohou být specificky definovány ve vyhlašovací dokumentaci. Návštěvníci jsou s nimi obvykle seznámeni na informačních tabulích.

Maloplošná ZCHÚ v kategorii NPR a NPP mají na tabulích u vstupů vyobrazený velký státní znak, PR a PP malý státní znak. Zvláště chráněná území mohou být v rámci krajiny vyznačena pomocí dvojice červených pruhů (např. na stromech). Dané území leží tam, kde je vynechaná část spodního červeného pruhu.

Dále jsou vyhlašovány památné stromy, což slouží k ochraně jednotlivých stromů, alejí či stromořadí. Přírodní parky slouží k ochraně krajiny.

Mezinárodní ochrana území

V rámci mezinárodní ochrany mohou být území součástí soustavy Natura 2000 (v rámci EU). Ta zahrnuje evropsky významné lokality (EVL) a ptačí oblasti. Tato zmíněná území se mohou překrývat se zvláště chráněnými územími popsanými výše.

Na celosvětové úrovni mohou území spadat mezi biosférické rezervace UNESCO (Man and the Biosphere). V Česku je takových území 6, patří sem třeba Biosférická rezervace Křivoklátsko (kryje se s CHKO). Součástí přírodního/kulturního dědictví UNESCO jsou v Česku jen Jizerskohorské bučiny (zároveň NPR).

Ochrana druhů

Zvláště chráněné druhy organizmů se v Česku dle zákona rozdělují na ohrožené, silně ohrožené a kriticky ohrožené. Jejich výpis je v prováděcí vyhlášce 395/1992 Sb.

Na mezinárodní (pod dikcí IUCN, každé dva roky) i místní úrovni mohou být zpracovávány a vydávány červené seznamy (název vychází z barvy knihy, do níž se zapisovaly informace o pohřešovaných lodích). Červené seznamy mohou být podkladem pro zákonnou ochranu.

CITES je mezinárodní úmluva, která kontroluje obchodování s ohroženými druhy.

Na péči o přírodu a krajinu je možné se aktivně podílet, a to jak z pozice jednotlivce, tak v rámci větší skupiny lidí (např. školní třída, organizovaná skupina dobrovolníků). Tato kapitola se věnuje hlavně základním fyzickým činnostem, které mohou zlepšit stav přírody na určitém místě.

Instituce spojené s péčí o přírodu, domluva

Národní parky mají své vlastní správy. O chráněné krajinné oblasti, národní přírodní rezervace a národní přírodní památky se stará Agentura ochrany přírody a krajiny ČR. Péči o přírodní památky a přírodní rezervace mají na starost krajské úřady (tato péče je obvykle externě zadávána). O přírodu ve zvláště chráněných územích i mimo ně mohou pečovat různé spolky a neziskové organizace (např. Český svaz ochránců přírody, Česká krajina, Pražská pastvina).

V případě zájmu o zapojení se do ochranářských aktivit je možné zúčastnit se veřejně vyhlašovaných akcí. Výpomoc v rámci větší skupiny lidí (např. školní třídy) je vždy nadmíru vhodné domluvit s danou institucí. Účastníci tak mohou cíleně pomoci přírodě, odnést si zážitky a pocit zdárně odvedené práce, případně potkat další lidi se zájmem o přírodu. V případě dobrovolnických akcí v NP či NPR je také někdy možné dostat se na běžně veřejnosti nepřístupná místa.

Management krajiny

Management krajiny (ve spojitosti s ochranou přírody) se obvykle zaměřuje na zvětšení biodiverzity neboli rozmanitosti života na určitých místech. Také může směřovat k ochraně ohrožených/zvláště chráněných druhů organizmů a/nebo potlačování organizmů nepůvodních či expanzivních.

Člověk v základu může ovlivnit následující.

Co se týče konkrétních činností, ve větších skupinách lze pomoci např. s hrabáním, přesunem biomasy (posekaných bylin, sena, hnoje, dřeva, kompostu…), nebo péčí o zvířata (úprava/oprava ohradníků či přístřešků, přemisťování stád…).

Obnovení určitého biotopu (např. mokřadu) či zlepšení jeho stavu se označuje jako revitalizace.

Sběr odpadu

Jednoduchou a snadno proveditelnou činností je odstraňování odpadu z přírody. Odpad prostředí hyzdí, mohou se z něj uvolňovat různé škodlivé látky či může přímo ohrožovat zdraví živých organizmů a člověka. Mnohé materiály se v přírodě rozkládají značně dlouhou dobu (u plastů může jít až o stovky let, navíc se rozpadají na nebezpečné mikroplasty).

Při sběru odpadu je vhodné myslet na vlastní zdraví: použít např. rukavice, dát pozor na předměty, o které by se člověk mohl zranit (např. injekční stříkačky, střepy). Odpad lze shromažďovat např. do plastových pytlů. Ani shromážděný odpad by neměl zůstat v přírodě, je nutné zajistit jeho svoz a další zpracování.

Široká veřejnost se může do čištění přírody zapojit např. v rámci pravidelné akce Ukliďme Česko.

Klimatická změna označuje změny v dlouhodobém stavu atmosféry. Klima se za dobu existence Země v různých geologických dobách přirozeně měnilo. V současné době se však mění nebývalou rychlostí, a to zejména vlivem činnosti člověka. Dochází mj. ke stoupání koncentrace skleníkových plynů, což má za následek pozvolné zvyšování průměrné teploty. To může v důsledku vést k ohrožení a kolapsu ekosystémů a ohrožení přírody i lidí.

Téma obsahuje následující podtémata:

• Klimatický systém a jeho vývoj – Vývoj klimatu na Zemi, příčiny jeho změn, obecné informace o skleníkovém efektu a zpětných vazbách, které se mohou podílet na udržování či změně klimatu.
• Skleníkové plyny – Konkrétní příklady skleníkových plynů a jejich zdrojů, opatření vedoucí ke zmírnění klimatické změny (mitigace).
• Důsledky změn klimatu, adaptace – Dopady změn klimatu, snaha o přizpůsobení se jim.
• Jednání o změnách klimatu, výzkum – Mezinárodní dohody týkající se klimatické změny, jejich důsledky, výzkum v oblasti klimatu a ekonomická opatření.
• Klimatická změna: mix – Mix cvičení z kapitol výše, procvičování pojmů spojených s klimatickou změnou.

Procvičování čerpá mj. z webu Fakta o klimatu, který nabízí k danému tématu informační souhrny i infografiky.

Klima

Klima je dlouhodobý stav atmosféry (např. co se týče průměrných teplot, srážek), kdežto počasí je její krátkodobý stav. Klima se během geologického času postupně měnilo. V současném období čtvrtohor (kvartéru, od doby před 2,58 miliony let dodnes) přirozeně docházelo ke střídání meziledových a ledových dob. Přirozené změny klimatu souvisejí s tzv. Milankovičovými cykly, v rámci nichž dochází k astronomicky podmíněnému kolísání množství slunečního záření dopadajícího na Zemi. V současné době se nacházíme v době meziledové, poslední ledová doba skončila asi před 11 700 lety.

Skleníkový efekt

Skleníkový efekt ovlivňuje klima vlivem toho, že některé plyny jsou schopné zabraňovat úniku tepla (infračerveného záření) z povrchu planety zpět do vesmíru. Tyto plyny se označují jako skleníkové, mezi nejvýznamnější patří oxid uhličitý (\mathrm{CO_2}) či methan (\mathrm{CH_4}). V současnosti se v atmosféře Země nachází asi 0,042 % (420 ppm) oxidu uhličitého. Při fotosyntéze dochází k vázání oxidu uhličitého do organických sloučenin a tím jeho odstraňování z atmosféry. Jeho množství se zvyšuje zejména kvůli spalování fosilních paliv, to pak vede ke skleníkovému efektu způsobenému člověkem (antropogenní skleníkový efekt).

Skleníkový efekt sám o sobě není negativním jevem. Kdyby se na Zemi neprojevoval, průměrná teplota by byla asi −18 °C (oproti dnešním 15 °C). Nebezpečím je ovšem jeho prohlubování, které vede ke zvyšování průměrné teploty.

Zpětné vazby

Zpětné vazby souvisejí s tím, že změna některé veličiny pozitivně či negativně ovlivňuje jinou veličinu. Mnohé zpětné vazby do určité míry dokážou stabilizovat klima, například:

• více oxidu uhličitého v atmosféře → intenzivnější rozpouštění v oceánech → méně oxidu uhličitého
• více oxidu uhličitého → zvýšení teploty → intenzivnější fotosyntéza → méně oxidu uhličitého

Jiné zpětné vazby naopak změny klimatu prohlubují, například:

• vyšší teplota → tání ledovců → nižší albedo (míra odrazivosti) povrchu → více absorbovaného tepla → ještě vyšší teplota

Projevy klimatické změny

Současná teplota na Zemi je asi o 1,2 °C vyšší než v období před průmyslovou revolucí (1850–1900). Stoupá asi rychlostí 0,2 °C za desetiletí.

Skleníkové plyny

Skleníkové plyny jsou zodpovědné za skleníkový efekt. Mezi významné skleníkové plyny patří:

• oxid uhličitý (\mathrm{CO_2}) – Jeho množství v atmosféře stoupá zejména vlivem spalování fosilních paliv. Po konci ledové doby obsahoval suchý vzduch asi 0,025 % \mathrm{CO_2}, nyní obsahuje kolem 0,042 %.
• methan (\mathrm{CH_4}) – Uvolňuje se rozkladem biomasy, např. v mokřadech či žaludcích zvířat. Také je produkován průmyslem. Má asi 20× silnější vliv na skleníkový efekt než \mathrm{CO_2}.
• oxid dusný (\mathrm{N_2O}) – Asi 265× silnější skleníkový plyn než \mathrm{CO_2}, uvolňuje se zejména vlivem používání dusíkatých hnojiv.
• halogenované uhlovodíky – Uměle vyrobené.

Skleníkovým plynem je také vodní pára (\mathrm{H_2O}), ta je ovšem zcela přirozenou součástí povrchu Země a její množství nelze regulovat.

Vliv skleníkových plynů na klima

Pro jednotlivé plyny se udává tzv. GWP (global warming potential), neboli schopnost ovlivňovat skleníkový efekt za určitý čas ve srovnání s oxidem uhličitým. Pro vypouštěné směsi plynů se používá ekvivalent oxidu uhličitého (\mathrm{CO_2eq}): množství různých skleníkových plynů ve směsi je „přepočteno“ na množství \mathrm{CO_2}, které by způsobilo obdobný skleníkový efekt.

Emise skleníkových plynů, uhlíková stopa

Skleníkové plyny vytvořené člověkem vznikají při výrobě, transportu i odstraňování statků (např. zboží, potravin). Rostoucí světová populace spotřebovává stále více zboží a mnohdy podléhá konzumnímu způsobu života. Výrobky jsou často navrhovány tak, aby měly jen omezenou životnost (plánované opotřebení). To vše má v důsledku negativní vliv na klima.

Uhlíková stopa přeneseně popisuje množství skleníkových plynů, které vznikly při produkci určitého výrobku, nebo které jsou produkované jedincem či společností. Nejde o jediný ukazatel vlivu na životní prostředí (např. postupy s nízkými emisemi skleníkových plynů mohou produkovat více toxického odpadu aj.). Dalším problémem konceptu uhlíkové stopy je to, že přenáší odpovědnost za změnu klimatu zejména na jednotlivce, přestože se na ní podílejí jak jednotlivci, tak korporace a státy.

Mitigační opatření

Opatření s cílem snížení emisí skleníkových plynů (či zmenšení jejich množství v atmosféře) se označují jako mitigace. Lze řešit příčiny emisí, např. zmenšením spotřeby, výrobou energie bez spalování fosilních paliv (obnovitelné zdroje, jaderná energetika, v budoucnu snad termojaderná fúze). Co se týče stravování, méně skleníkových plynů produkuje výroba rostlinné stravy (ve srovnání s produkcí masa a mléčných výrobků). Hromadná doprava produkuje méně skleníkových plynů než doprava individuální. Mitigace klimatické změny též může probíhat pomocí ekonomických opatření.

Dlouhodobé zmenšení množství skleníkových plynů v atmosféře přirozenými či průmyslovými procesy se nazývá sekvestrace. Může zahrnovat např. zachycování uhlíku (CCS, carbon capture storage).

K zavádění úspěšných opatření na různých úrovních (od jedinců až po státy a společenství) a technologickému pokroku může pomoci informovanost o klimatické změně a kvalitní vzdělání lidí.

V rámci klimatické změny v současnosti dochází k nerovnoměrnému zvyšování teploty na Zemi. Prohlubují se extrémy počasí.

Klimatická změna způsobuje tání ledovců, což výhledově povede ke zvyšování hladiny oceánů. Tím jsou ohroženi zejména lidé žijící blízko pobřeží či v ostrovních oblastech.

Vlivem klimatické změny dochází k proměnám ekosystémů. Velké ekosystémy jsou schopné snášet jen určité rozpětí podmínek. Po překročení bodů zlomu (tipping points, určité míry těchto podmínek) může docházet k (nenávratným) změnám v ekosystémech, které jsou často spojeny se ztrátou rozmanitosti života (biodiverzity).

Příkladem překročení bodu zlomu je odumírání korálových útesů při zvýšení teploty o více než 1,5 °C, což dále povede např. ke snížení počtů ryb a ohrožení rybolovu. Klimatická změna tedy má i ekonomické důsledky.

Přizpůsobení se (např. klimatickým změnám) se označuje jako adaptace. Formou přizpůsobení může být např. zajišťování protipovodňových opatření či včasného varování před extrémním počasím, zlepšování hospodaření s vodou, zvyšování odolnosti infrastruktury či pěstování odolnějších plodin (např. geneticky modifikovaných).

Za účelem zmírnění klimatické změny a vyrovnání se s ní probíhá množství jednání a dohod, v rámci široké mezinárodní spolupráce se také odehrává výzkum týkající se klimatu a jeho změn.

Mezinárodní dohody

Kjótský protokol byl dojednán v roce 1997 a vstoupil v platnost v roce 2005. Jeho cílem bylo snížit emise skleníkových plynů o 5,2 %. Některé státy tento cíl splnily, jiné nikoli. Kjótský protokol též nebyl přijat všemi klíčovými státy.

V roce 2015 byla sjednána Pařížská dohoda mající za cíl udržet zvýšení teploty (ve srovnání s dobou před průmyslovou revolucí) o 2 °C, ideálně pod 1,5 °C. Přijalo ji 193 států světa. Plnění Pařízské dohody nelze právně vymáhat, státy si individuálně stanovují svá opatření či příspěvky a každých 5 let zpracovávají hlášení.

V souvislosti s Pařížskou dohodou byla iniciována Zelená dohoda pro Evropu (European Green Deal, 2019) popisující snahu o klimatickou neutralitu Evropy do roku 2050 a 55% snížení emisí skleníkových plynů do roku 2030.

Výzkum

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change = Mezivládní panel pro změnu klimatu) je mezivládní orgán OSN, jehož úkolem je podávat vědecké posouzení klimatické změny a navrhovat adaptační či mitigační opatření. IPCC neprovádí vlastní výzkum, ale shrnuje publikované výzkumy. Vydává mj. hodnotící zprávy a zvláštní zprávy.

Ekonomická mitigační opatření

Mezi ekonomická mitigační opatření patří např. uhlíková daň či prodej emisních povolenek (v rámci EU ETS). Společnosti omezující emise či přecházející na šetrnější/pokročilejší technologie by díky tomu neměly být tak finančně zatíženy.

Co se týče produkce skleníkových plynů v Česku, hlavním problémem je dosavadní závislost na elektrárnách spalujících hnědé uhlí.

Zmírňování (dopadů) klimatické změny

Počátkem roku 2024 došlo k nesplnění cíle Pařížské dohody, teplota v návazných 12 měsících byla o 1,5 °C vyšší oproti stavu před průmyslovou revolucí. To však není důvod ke vzdání snahy, každé zmírnění klimatické změny či jejích dopadů má svůj význam.

Na zmírňování (dopadů) klimatické změny se mohou podílet jak státy, tak společnosti a jednotlivci. Důležitou roli hraje informovanost a odpovídající vzdělání lidí (umět pochopit data popisující klimatickou změnu a uvědomovat si přírodní zákonitosti, které s ní souvisejí). Ke zlepšování klimatu a životního prostředí může dlouhodobě vést technologický a vědecký pokrok.

Voda a životní prostředí

Lidé přímo využívají zejména pitnou vodu, která je zbavená mikroorganizmů a většiny znečišťujících látek. V zemědělství či průmyslu může mít uplatnění voda užitková. Využitím vody vzniká voda odpadní, která by před vypuštěním do přírody měla projít čistírnou odpadních vod.

Sladká voda tvoří asi 3 % hydrosféry. Podíl pitné vody v hydrosféře celkově činí asi 0,007 %. Biologické znečištění vody spočívá v přítomnosti mikroorganizmů (bakterií, protistů). Voda může být chemicky znečištěna např. pesticidy, těžkými kovy, ropnými produkty, zbytky léčiv či hnojivy. Nadbytek solí fosforu a dusíku se označuje jako eutrofizace, ta potom vede k nadměrnému růstu sinic a řas. Znečištění se může týkat povrchových i spodních vod.

Mořská voda v sobě rozpouští vzdušný \mathrm{CO_2} (jehož množství ve vzduchu stoupá), dochází tedy k jejímu okyselování neboli acidifikaci. Acidifikace ohrožuje např. korálové útesy (které jsou centrem rozmanitosti života v moři) či plankton (ten je základem potravních řetězců).

Krajina a její proměny

Změny krajiny mohou mít různé důsledky pro životní prostředí. Například meliorace luk potrubím během socializmu (50.–90. léta 20. století) na území Česka vedla na mnohých místech k úbytku ohrožených biotopů (podmáčených luk). Narovnávání vodních toků a jejich svádění pod zem obecně vede ke snižování biodiverzity. Různorodá krajina zpravidla má větší schopnost zadržovat vodu, což dokáže do určité míry bránit povodním při náhlých změnách počasí.

Negativní vliv na krajinu může mít zejména průmyslové, intenzivní zemědělství využívající nadmíru pesticidů a hnojiv. Nevhodná zemědělská činnost tak může vést ke znečištění životního prostředí, ale např. také erozi půd.

Odlesňování krajiny se označuje jako deforestace. Zejména v (sub)tropických oblastech je problémem dezertifikace neboli rozšiřování pouští (např. na místech plantáží, kde již došlo k vyčerpání živin z půdy). Klimatická změna může znesnadňovat pěstování některých rostlin/dřevin, např. oslabené smrkové monokultury jsou snadněji napadány lýkožroutem smrkovým. Urbanizace označuje rozšiřování městské zástavby.

Produkce potravin

Produkce potravin je závislá na existenci úrodné půdy, pro zemědělství je využíváno asi 50 % plochy obyvatelné souše na Zemi. 57 % plochy pro pěstování plodin je využito přímo k produkci potravy pro lidi, zbylých 43 % pak slouží k získávání krmiva pro dobytek. Živočišná potravina o energetické hodnotě 1000 kJ obecně spotřebuje daleko více zemědělské plochy a zdrojů než odpovídající rostlinná. To zejména kvůli neefektivitě plynoucí ze ztráty energie/látek mezi články potravních řetězců.

Klimatická změna a proměny krajiny mohou znesnadnit produkci zemědělských plodin, možným řešením je např. jejich genetická modifikace vedoucí k větší efektivitě či odolnosti. Změny podmínek v mořích vlivem oteplování pravděpodobně povedou i k problémům s rybolovem.

Problémem týkajícím se produkce potravin je i jejich nerovnoměrná dostupnost: v rozvojových státech mnohdy dochází k jejich nedostatku a hladu, v rozvinutém světě se naopak ročně vyhodí kolem třetiny vyprodukovaných potravin.

Odpady

Odpad vzniká zejména během vzniku a po konci životnosti výrobků.

Odpad, respektive některé látky v něm obsažené, lze recyklovat. Recyklace zahrnuje oddělení určitých látek/složek, jejich zpracování a opětovné použití pro další výrobky. Kovy a sklo je možné recyklovat zpravidla neomezeně. Papír se dá zrecyklovat 5–7×, u plastů se obvykle po 2–3 recyklacích začnou zhoršovat vlastnosti (závisí na jejich typu).

Pokud se plastový odpad dostane do životního prostředí, vlivem fyzikálních vlivů se postupem času rozkládá na malé částice, tzv. mikroplasty. Ty na sebe mohou vázat různé škodlivé látky (např. těžké kovy, organické látky) a šířit se potravními řetězci.

V Česku se odpad dosud částečně ukládá na skládky. Konec skládkování je v Česku naplánovaný na rok 2030. Odpad by se poté měl pouze či recyklovat nebo spalovat. V různých částech světa je úroveň nakládání s odpadem dosti rozdílná, problémem je např. vyhazování/únik odpadu do moří.

Problémem souvisejícím s produkcí odpadů je omezená životnost výrobků. Často se uplatňuje tzv. plánované opotřebení, kdy je výrobek navržen tak, aby se po určité době používání rozbil a zákazník byl nucen koupit si nový. K nákupu nového zboží též lidi mnohdy tlačí marketing společností. Kromě změny přístupu k trvanlivosti výrobků by tomuto problému do určité míry mohlo přispět např. jejich opakované používání.

Životní prostředí a zdraví člověka

Zdraví člověka ohrožují nejrůznější chemické látky, které se nacházejí v životním prostředí i potravinách. Příkladem jsou např. těžké kovy či halogenované uhlovodíky. Endokrinní disruptory jsou látky, které v těle působí obdobně jako hormony, čímž ovlivňují funkci endokrinního systému.

Škodlivý pro lidské zdraví je i hluk. Ten může pocházet například z dopravy (zejména ve městech, v blízkosti dopravních komunikací) či těžební činnosti. Dlouhodobé vystavení hluku poškozuje sluch a též vede k problémům s oběhovou soustavou.

Člověka též mohou zasáhnout různé krizové situace, které mohou mít původ v přírodě.