naravoslovje_ii - Srednja šola za gostinstvo in turizem v Ljubljani

Srednja šola za gostinstvo in turizem v Ljubljani
NARAVOSLOVJE II
Interno nelektorirano gradivo
Izobraževanje odraslih: Gastronomske in hotelske storitve (2. letnik)
Šolsko leto 2014/15
Pripravil : Jernej Grdun, prof.
Ljubljana, oktober 2014
KAZALO
KAZALO .................................................................................................................................... I
1
PODROČJA IN PANOGE BIOLOGIJE ............................................................................ 3
1.1
Področja biologije ........................................................................................................ 3
1.2
Panoge biologije .......................................................................................................... 3
2
POTREBE ŽIVIH BITIJ ..................................................................................................... 4
3
LASTNOSTI ŽIVIH BITIJ ................................................................................................. 5
4
CITOLOGIJA ..................................................................................................................... 5
5
6
7
4.1
Kemijska zgradba celice .............................................................................................. 6
4.2
Bakterijska celica ......................................................................................................... 6
4.3
Zgradba rastlinske in živalske celice ........................................................................... 7
4.4
Spolne celice ................................................................................................................ 7
4.5
Delitev celic ................................................................................................................. 7
4.6
Mutacije ....................................................................................................................... 8
SISTEMATIKA .................................................................................................................. 8
5.1
Cepljivke ...................................................................................................................... 9
5.2
Glive .......................................................................................................................... 10
5.3
Rastline ...................................................................................................................... 10
5.4
Živali .......................................................................................................................... 11
EKOLOGIJA .................................................................................................................... 11
6.1
Neživi dejavniki okolja .............................................................................................. 11
6.2
Živi dejavniki okolja .................................................................................................. 11
6.3
Medvrstni odnosi oz. odnosi med osebki različnih vrst ............................................ 12
6.4
Odnosi med osebki istih vrst ..................................................................................... 12
6.5
Prehranjevalne verige in prehranjevalni spleti .......................................................... 13
6.6
Kroženje CO2 in O2 v naravi .................................................................................. 13
ZRAK IN OKOLJE .......................................................................................................... 13
7.1
SESTAVA ZRAKA .................................................................................................. 13
7.2
POMEN ZRAKA ...................................................................................................... 14
7.3
ONESNAŽEVANJE ZRAKA ................................................................................... 16
7.4
PREPREČEVANJE ONESNAŽEVANJA ZARADI PROMETA ........................... 17
8 INDUSTRIJA, KMETIJSTVO IN GOSPODINJSTVA – ONESNAŽEVANJE IN
PREPREČEVANJE ................................................................................................................. 18
8.1
ONESNAŽEVANJE ................................................................................................. 18
I
8.2
PREPREČEVANJE ONESNAŽEVANJA................................................................ 18
8.3
UČINEK TOPLE GREDE ........................................................................................ 19
8.4
TOPLOGREDNI PLINI ............................................................................................ 19
8.5
UNIČEVANJE OZONSKE PLASTI ........................................................................ 20
9
VODA ............................................................................................................................... 21
9.1
ZGRADBA MOLEKULE VODE ............................................................................. 21
9.2
POLARNOST MOLEKULE VODE......................................................................... 21
9.3
TRDA IN MEHKA VODA ....................................................................................... 22
9.4
ONESNAŽEVANJE VODE ..................................................................................... 22
9.5
ČIŠČENJE ODPADNIH VODA............................................................................... 23
10
LITERATURA .............................................................................................................. 25
11
Vprašanja za izpit iz biologije ....................................................................................... 26
II
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
1 PODROČJA IN PANOGE BIOLOGIJE
Biologijo delimo na različna področja in na številne panoge.
V prejšnjem stoletju so biologijo delili na botaniko in zoologijo. Pozneje sta se tema dvema
pridružili še antropologija in mikrobiologija.
1.1 Področja biologije
 zoologija - veda o živalih
 botanika – veda o rastlinah
 mikrobiologija – veda o mikrobih (virusi, bakterije, alge, glive)
 antropologija – veda, ki proučuje človeka v preteklosti in sedanjosti.
1.2 Panoge biologije
 Sistematika: ureja množico rastlinskih in živalskih vrst v sisteme. Ureja jih po
podobnosti (umetni) ali sorodnosti (naravni sistemi).
 Takosnomija: prepoznavanje skupin skupnih organizmov.
 Citologija: proučuje zgradbo celic. (npr rastlinske, živalske, bakterijske)
 Histologija: proučuje zgradbo tkiv. (mišično, živčno, kostno, hrustančno....)
 Anatomija: proučuje obliko in zgradbo organov in celotnega organizma.
 Morfologija: obravnava zgradbo in obliko živih bitij.
 Genetika: proučuje procese in zakone dedovanja.
 Molekularna biologija: raziskuje dogajanja v živih bitjih na nivoju molekul.
 Fiziologija: proučuje življenjske procese živih bitij (živali, človeka rastlin, celic).
 Paleontologija: proučuje življenje v geološki preteklosti s pomočjo fosilov.
 Ekologija: proučuje medsebojne odnose med živimi bitji in njihovim okoljem in
odnose med živimi bitji med seboj.
 Biokemija: proučuje kemijske reakcije v živih organizmih.
 Embriologija: proučuje zarodke, njihov razvoj in značilnosti.
 Biotehnologija: uporablja različne biološke procese za izdelavo številnih medicinskih
(antibiotiki...) in industrijskih proizvodov (jogurt, vzhajano testo....).
3
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
Evolucija: Evolucija je postopen proces, ki traja že najmanj 3000 milijonov let, v katerem so
se iz najpreprostejših organizmov razvila vsa današnja živa bitja. Začetki evolucije so takrat,
ko se je razvila prva živa celica, oziroma prvo živo bitje. Pomen mutacij – spreminjanje živih
bitij.
2 POTREBE ŽIVIH BITIJ
Vsa živa bitja potrebujejo za življenje določene pogoje:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Vodo
Zrak
Toploto
Hrano
Svetlobo
Življenjski prostor
Latentno stanje
Nekatera živa bitja preživijo neugodne življenjske razmere v mirujočem, latentnem stanju. Za
latentno stanje je značilno, da se življenjski procesi upočasnijo (ne ustavijo), na ta način
organizem varčuje z energijo. (npr. medved, žaba, nekateri mahovi....)
a) Voda
Voda je sestavni del vsakega organizma. (organizmi so zgrajeni iz celic, v celicah je voda,
med celicami je več ali manj vode) v krvi je velik del vode, ) V celici potekajo življenjski
procesi – kemijski oz. biokemijski procesi (presnova). Če vode v celici primanjkuje, je
moteno delovanje življenjskih procesov. Ko življenjski procesi prenehajo, organizem umre.
Vsi živi organizmi imajo večje ali manjše količine vode in jo zaradi stalnega izgubljanja
obnavljajo. Kako?
b) Zrak
Zrak je mešanica plinov: 20  je kisika, 78  dušika in 2  ostalih plinov (CO2....).
Za veliko število organizmov je potreben za življenje kisik – za dihanje.
Organizmi, ki potrebujejo za življenje kisik so aerobni organizmi.
Anaerobni organizmi (nekatere bakterije, glive kvasovke, paraziti) so organizmi, ki za
življenje ne potrebujejo kisika.
CO2 (0.03 ) potrebujejo rastline za fotosintezo.
c) Toplota
Življenjski procesi v živih organizmih potekajo le pri določeni temperaturi, ki je pri različnih
organizmih različna. (človek od 36 – 370 C, ptiči od 44 - 460C. )
Nevarnost znižanje temperature pod 00C:
Voda v celicah organizma začne kristalizirati, kristali rastejo in odvzemajo vodo živim delom
celice. Celica se suši in poškoduje in življenjski procesi ne morejo potekati).
Nevarnost zvišanja temperature nad 40o C:
Beljakovine v celici zakrknejo, poti nazaj ni in celica propade.
4
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
d) Hrana
Organizmi se prehranjujejo na dva načina:
 Avtotrofi, ki si hrano izdelujejo sami (fotosinteza – zelene rastline),
 Heterotrofi, ki si poiščejo hrano v okolici, v kateri živijo, odvisni so od avtotrofov.
(človek, živali, glive, nekatere bakterije).
e) Svetloba
Je potrebna vsem zelenim rastlinam, ki v procesu fotosinteze iz anorganskih snovi izdelujejo
organske snovi. Sprošča se kisik.
Ostala živa bitja so odvisna od rastlin, ker jim rastline dajo kisik in so vedno prvi člen v
prehranjevalni verigi.
3 LASTNOSTI ŽIVIH BITIJ
1. Presnova ali metabolizem
Presnova ali metabolizem je zaporedje točno določenih bikemijskih reakcij v celicah, ki
potekajo s pomočjo pospeševalcev biokemijskih reakcij - encimov.
2. Rast in razvoj
Vzporedno z rastjo organizma poteka razvoj organizma. Večcelični organizmi rastejo z
večanjem števila celic. Velikost organizma je dedna lastnost.
3. Vzdražnost in odzivnost
Sta pomembni lastnosti pri vzpostavljanju stikov organizma z okoljem, v katerem živijo. (vid,
sluh, tip...)
4. Razmnoževanje in dednost
Spolno in nespolno razmnoževanje. Spolno razmnoževanje zagotavlja raznolikost živih bitij.
Pri nespolnem razmnoževanju so potomci enaki, kot matičen organizem - »starš«.
5. Staranje in smrt
Dolžina življenja je od nekaj ur do nekaj tisoč let.
4 CITOLOGIJA
Celica je osnovna, gradbena in delovna enota vseh živih bitij!
Živa bitja se glede na število celic delijo na:
a. enoceličarje in
b. mnogoceličarje.
5
Gstronomske in hotelske storitve
Šol. leto 2014/15
Naravoslovje II
a. Enoceličarji
Slika 1: enoceličarji
Živalske in rastlinske celice imajo jedro in jih imenujemo evkariontske celice. Poznamo tudi
celice, ki nimajo jedra. Take celice imenujemo prokariontske. Prokariontske celice so veliko
manjše od evkariontskih celic. Primer za prokariontske celice so bakterijske celice. Namesto
jedra imajo en kromosom (živalske in rastlinske celice imajo vedno več kromosomov!!!)
4.1 Kemijska zgradba celice
Celica je sestavljena iz enakih snovi kot neživa narava, vendar se pojavljajo nekatere v
drugačnem razmerju. Elemente, ki sestavljajo celico imenujemo biogeni elementi. To so
oglijk, vodik, dušik, fosfor, žveplo, kalij, natrji, kalcij in magnezij.
Nekateri biogeni elementi so v organizmih v večjem številu – makroelementi (več kot 1%).
Mednje spadajo ogljik, vodik, dušik, kisik, fosfor in žveplo (C, H, N, O, P, S). Poleg njih pa
so v celici tudi mikroelementi (Fe, Cl, I ), ki so v manjših količinah vendar nujno potrebni.
Elementi v celicah so redko v elementarnem stanju, večinoma so vezani v anorganske (voda,
CO2) in organske spojine (ogljikovi hidrati, maščobe, beljakovine, nukleinske kisline,
vitamini…). Molekule organskih snovi so precej velike in kompleksno zgrajene, njihov
sestavni del pa je ogljik. Anorganske snovi pa so preprostejše.
4.2 Bakterijska celica
To je najstarejši tip celice. Obdana je s celično membrano (plazmalemo), ki je lahko
nagubana. V notranjosti bakterijske celice posamezni deli niso ločeni z membrano –
pravimo, da bakterijska celica nima membranskih organelov. Tudi DNK ni obdana z
membrano, je prosto v citoplazmi – bakterijska celica nima jedra, mitohondrijev,
kloroplastov, vakuole in golgijevega aparata. Tipična bakterijska celica je velika 1
mikrometer (živalske celice so velike 10 do 100 mikrometrov).
Slika 2: bakterijska celica
6
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
4.3 Zgradba rastlinske in živalske celice
Rastlinska in živalska celica se razlikujeta po zgradbi:
Slika 3: rastlinska celica
Rastlinska celica
 Celična stena,
 Celična membrana,
 Jedro,
 Jedrce,
 Citoplazma,
 Vakuola,
 Plastidi,
 Mitohondriji,
 Golgijev aparat (GA),
 Zrnati endoplazmatski retikulum (ZER),
Živalska celica
 Celična membrana,
 Jedro,
 Jedrce,
 Zrnati endoplazmatski retikulum (ZER),
 Gladki endoplazmatski retikulum (GER),
 Golgijev aparat (GA),
 Mitohondriji,
 Centriol,
 Lizosom.
Slika 4: živalska celica
Zunanjost obeh celic tvori celična membrana. Pri rastlinskih pa je okrog nje še celična
stena, ki ni živa.
4.4 Spolne celice
Spermatogeneza je nastajanje in zorenje moških spolnih celic (spermijev). Oogeneza je
nastajanje in zorenje ženskih spolnih celic (jajčnih celic).
Človekove telesne celice (kožne, mišične, kostne....)imajo 46 kromosomov, spolne celice(
semenčeca in jajčeca) imajo 23 kromosomov.
Spolna kromosoma določata spol organizma: XX – ženski spol in XY – moški spol.
Spolni kromosomi (23 --- 22 + 1 (ali x ali y) – 22 + x ali 22 + y)
Telesni kromosomi = avtosomi (46 --- 44 + 2 (XY ali XX)
4.5 Delitev celic
Značilnost rastlinske in živalske celice je celična delitev.
Delitev celice je proces, v katerem se celica razdeli na dva dela, pri tem pa pride do prenosa
dednih informacij iz materinske celice v hčerinsko celico.
7
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
Poznamo več vrst celičnih delitev:
 cepitev (delitev prokariontskih celic),
 mitoza in mejoza (delitev evkariontskih celic).
Mitoza
Mitoza je proces delitve celice. Poteka samo v evkariontskih celicah in je mnogo bolj
zapletena kot cepitev. Pri tem procesu, nastaneta dve genetsko enaki celici. Celico, ki se deli
imenujemo MATERINSKA CELICA, dve novonastali celici pa se imenujeta HČERINSKI, ki
se po številu kromosomov ne razlikujeta od materinske. V materinski celici so dedne
informacije razporejene na več kromosomih, ki se podvojijo in pravilno razporedijo na dve
hčerinski celici.
Materinska celica:
46 diploidnih kromosomov
Hčerinski celici:
46 diploidnih kromosomov
Naloge mitoze:
Naloga mitoze je, da se tkiva obnavljajo, rastejo, da se dedni material prenaša. Mitoza
poskrbi, da se odmrle celice v telesu nadomestijo z novimi.
Mejoza
Je delitev spolnih celic, delitev jeder spolnih celic. Pri mejozi iz dveh materinskih celic, ki so
diploidne (2n), nastanejo štiri hčerinske celice, ki so haploidne (n) in so med seboj dedno
različne. Za mejozo sta značilni dve zaporedni delitvi, ki ju imenujemo prva in druga
mejotska delitev.
4.6 Mutacije
So spremembe dednega materiala (genov ali kromosomov). Do mutacij pride v živalskih kot
tudi pri rastlinskih celicah.
Spremeni se lahko količina ali zgradba dednega materiala (DNK). Dejavniki, ki povzročajo
mutacije so mutageni dejavniki. Poznamo fizikalne (sevanja) in kemične mutagene
dejavnike.
Mutacije so redke in škodljive, mutirani organizmi propadejo. Lahko so umetne ali pa
spontane in se dedujejo. Včasih se zgod, da imajo mutirani organizmi v okolju prednost pred
ostalimi organizmi.
Razlikujemo 3 vrste mutacij:
 genske mutacije,
 kromosomske mutacije,
 genomske mutacije.
5 SISTEMATIKA
Z odkrivanjem novih živih bitij se je v zgodovini biologije večala potreba po njihovi
sistematski ureditvi.
Sistematika uvršča organizme v sisteme. Pomemben mejnik v zgodovini biološke sistematike
je delo Švedskega naravoslovca Carla Linneja (1707 – 1778), ki velja za začetnika moderne
8
Gstronomske in hotelske storitve
Šol. leto 2014/15
Naravoslovje II
biološke sistematike. Vpeljal je dvočlensko poimenovanje (binarna nomenklatura) živih bitij,
ki ga uporabljamo še danes. Za razvrščanje organizmov v skupine je uporabil en sam znak.
Sisteme, ki temeljijo na primerjanju enega samega ali nekaj poljubno izbranih znakov
imenujemo umetni sistemi. Zaradi tega so mu številni znanstveniki nasprotovali in pri
oblikovanju skupin uporabili večje število znakov. Te sisteme imenujemo naravni sistemi.
Naravni sistemi temeljijo na sorodnosti, umetni na podobnosti.
Osnovna sistematska kategorija je vrsta. V vrsto spadajo organizmi, ki se med seboj
plodijo in imajo plodne potomce. (konj in oslica=mezeg; kobila in osel=mula; ne mezeg ne
mula nista plodna).
Sorodne vrste združujemo v rod, sorodne rodove v družino, več med seboj sorodnih družin
predstavlja red, sorodni Edovi pa se združujejo v razred. Nad razredom je deblo, sorodna
debla se povezujejo v kraljestva.
Primer: NAVADNI GRAH IN NAVADNI FIŽOL
ROD
GRAH
DRUŽINA
METULJNICE
RED
STROČNICE
RAZRED
DVOKALIČNICE
DEBLO
SEMENOVKE
KRALJESTVO
RASTLINE
FIŽOL
METULJNICE
STROČNICE
DVOKALIČNICE
SEMENOVKE
RASTLINE
Največja sistematska enota je kraljestvo. Poznamo štiri kraljestva: kraljestvo cepljivk, gliv,
živali in rastlin.
Primer Linnejevega dvojnega poimenovanja rastlin in živali. Vsako rastlino in žival je
poimenoval z dvema imenoma: rod in vrsta.
Slov.jezik
vrsta
domača
navadna
misleči
rdeči
Lat. Jezik
rod
mačka
breza
človek
bor
rod
Felis
Betula
Homo
Pinus
vrsta
domestica
pendula
sapiens
silvestris
V svetu je dvojno poimenovanje živih bitij splošno sprejeto in uporabljeno.
5.1 Cepljivke
Med cepljivke uvrščamo bakterije im modrozelene alge. Bakterije se prehranjujejo na
avtotrofen in na hetrotrofen način.
Heterotofne so:


Simbionti, ki živijo v sožitju z drugimi živimi bitji.
Parazitske ali zajedavske bakterije se prehranjujejo z organskimi snovmi drugih
živih bitij (rastline, živali, ljudje). Lahko povzročajo bolezen. Če povzročajo bolezen
so patogene. Bakterijske bolezni zdravimo z antibiotiki.
9
Gstronomske in hotelske storitve

Šol. leto 2014/15
Naravoslovje II
Saprofitske bakterije ali gniloživke se prehranjujejo z odmrlimi ostanki (org.
ostanki) rastlin in živali.
5.2 Glive
Vse glive so heterotrofne( zajedavke, gniloživke ali simbiontske).
Včasih so jih uvrščali med rastline. Danes so samostojno kraljestvo, ker imajo lastnosti živali
in rastlin. Glive nimajo korenin, stebla, listov in cvetov, nimajo nobenih rastlinskih organov.
Zato jih tudi ločimo od rastlin. Tako telo, ki nima jasno izraženih organov uvrščamo med
steljčnice. Celične stene gliv so zgrajene iz hitina. Najbolj izrazita značilnost, ki glive loči od
rastlin je odsotnost klorofila.
Zgradba gliv: tisti del, ki se razraste v tla ali prodira v rastlino ali žival je podgobje, ki je
zgrajeno iz glivnih nitk. V ugodnih razmerah požene iz podgobja plodnjak, ki je
razmnoževalni organ. Pogosto je razdeljen v bet in klobuk. To mi uporabljamo za hrano.
Ekološka vloga gliv
Glive imajo v naravi zelo pomembno vlogo:
 Razkrajajo gnijoče organske snovi in jih spreminjajo v humus,
 Glive živijo v sožitju z drevesi, kar imenujemo mikoriza. Drevesom omogočajo
vsrkavanje mineralnih snovi in vode.
Plesen
Prava goba
Slika 10: plesen pod mikroskopom
Slika 11: goba
5.3 Rastline
Večinoma si same izdelujejo hrano v procesu fotosinteze. Fotosinteza poteka v kloroplastih.
Rastline, v katerih poteka fotosinteza so avtotrofi. Avtotrofi so organizmi, ki so si sposobni
zgraditi za življenje potrebne organske snovi iz anorganskih spojin (vode in CO 2) s pomočjo
svetlobe in kemične energije. Med avtotrofne organizme poleg rastlin spadajo še nekatere
bakterije in modrozelene cepljivke.
Fotosinteza
Fotosinteza je proces, pri katerem zelene rastline s pomočjo sončne svetlobe iz anorganskih
snovi (CO2 + H2O) izdelujejo organske snovi (glukozo - C6H12O6). Sprošča se kisik O2.
6CO2 +12 H2O  C6H12O6 + 602 + 6H2O
10
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
Fotosinteza lahko poteka na dva načina:
 Ob prisotnosti svetlobe – svetlobne reakcije fotosinteze (poteka v tilakoidnih
membranah).
 Brez prisotnosti svetlobe – v temi – temotne reakcije fotosinteze (v stromi
kloroplasta).
Kemosinteza je nastanek energije za avtotrofno asimilacijo s pomočjo kemičnih reakcij,
prim. Okisdacija SO2 .
5.4 Živali
Živa bitja, ki si ne morejo sama izdelovati hrane, temveč morajo uživati že izdelano organsko
hrano. Vse živali so heterotrofi.
Vsi organizmi dihajo. Za dihanje je potreben kisik. Kisik proizvedejo rastline v procesu
fotosinteze. V rastlinskih in v živalskih celicah poteka celično dihanje. Poteka v
mitohondrijih.
O2 + hrana  CO2 + H2O in energija
CO2 se iz organizma izloči.
H2O se iz organizma izloči.
Energija ostane v celici, organizem jo porabi za življenje.
6 EKOLOGIJA
Ekologija se ukvarja z zgradbo in delovanjem ekosistemov. Je veda, ki raziskuje odnose med
živimi organizmi in neživim okoljem.
Ekosistem je združba, ki je sestavljena iz neživega okolja in živih bitij. Lahko bi zapisali tudi
kot enačbo:
BIOTOP (neživi del) + BIOCENOZA (živa bitja združena v združbi) = EKOSISTEM.
6.1 Neživi dejavniki okolja
Neživi dejavniki okolja vplivajo različno na rast in razvoj živih bitij.
Neživi dejavniki so:
1. sprememba letnih časov
2. svetloba (dan/noč)
3. agregatno stanje tekočin(tekoče, plinasto, trdno)
4. prst
5. gibanje zraka, vode
6. temperatura
7. zračni pritisk
8. voda
9. zrak
10. CO2. CO
6.2 Živi dejavniki okolja
Živi dejavniki okolja so: živali, rastline, glive in bakterije.
Med živimi dejavniki okolja vladajo različni medvrstni odnosi in odnosi v okviru iste vrste .
11
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
Poznamo različne ekosisteme
 Naravni: gozd, travnik, močvirje, reka, jezero, morje, podzemne jame.
 Umetni: ribnik, akvarij, terarij…
Ekosistem je odprt sistem!!
6.3 Medvrstni odnosi oz. odnosi med osebki različnih vrst
Sožitje ali simbioza.
To je povezanost dveh ali več osebkov različnih vrst zaradi obojestranske koristi. (primer je
lišaj, kjer gre za povezanost med algo in glivo, simbiontske bakterije v črevesu človeka,
prežvekovalcev...............)
Priskledništvo
Od skupnega življenja ima korist le osebek ene vrste, osebek druge vrste pa nima škode.
(primer. Ptice v krošnjah dreves...)
Plenilstvo
Plenilec plen ujame, ga ubije in požre. Plenilci so lahko živali ali rastline, ki so za plenilstvo
različno prilagojeni.(zveri imajo izostren vonj,. Sluh, vid, bliskovit tek...)
Zajedavstvo
O zajedavstvu govorimo, ko zajedavec (parazit) izkorišča tkiva ali telesne sokove svojega
gostitelja. (stalni in začasni zajedavci; trakulja, veliki metljaj, parazitske bakterije povzročajo
bolezen...)Zajedavci so lahko rastline, živali, bakterije in glive.
Tekmovanje
Živa bitja različnih vrst tekmujejo med seboj svetlobo(rastline), hrano, življenjski prostor,
vodo.....
6.4 Odnosi med osebki istih vrst
Kanibalizem
To je plenilstvo v okviru iste vrste (pajkovka požre samca po parjenju, krdelo volkov poje ob
pomanjkanju hrane ranjenega in slabotnega volka....)
Kanibalizem varuje vrsto in jo ohranja pred pomanjkanjem hrane)
Socialni odnosi
Vladajo med čebelami, mravljam....Te žuželke živijo v velikih družinah, v katerih je delo
porazdeljeno, določene skupine živih bitij opravljajo točno določeno nalogo.
Posestništvo ali teritorialnost
Posamezni osebek ali skupina osebkov označi določeno ozemlje in ga brani pred drugimi
osebki (zveri s sečem, ptice pevke s petjem,....). Posestništvo se hkrati pojavlja tudi med
različnimi živalskimi vrstami.
Hierarhija ali položajni red
Nekateri osebki imajo večje pravice in višji položaj v skupini. To se najbolj vidi pri hranjenju.
(primer. kokoši; vodja krdela volkov, opičja družina.....)
Tekmovanje
12
Gstronomske in hotelske storitve
Šol. leto 2014/15
Naravoslovje II
Osebki iste vrste tekmujejo med seboj poleg zgoraj navedenih dejavnikov (glejte »odnosi med
osebki različnih vrst«) za samca oz. Samico.
6.5 Prehranjevalne verige in prehranjevalni spleti
Živa bitja so med seboj povezana in drug od drugega odvisna. Tvorijo prehranjevalne
verige.
Prehranjevalne verige se združujejo v prehranjevalne splete.
Prehranjevalna veriga je sestavljena iz treh skupin organizmov: proizvajalcev, porabnikov
in razkrojevalcev.
Primer prehranjevalne verige:
PROIZVAJALEC
PORABNIK 1
PORABNIK
Zelena rastlina
Zelena rastlina
polž
žuželka
sova
žaba
2
PORABNIK3
kača
Proizvajalci
So vse zelene rastline, ki v procesu fotosinteze (glejte poglavje o rastlinah) proizvajajo
organske snovi in kisik. Organsko snov predstavljajo vsi deli rastlin.
Porabniki
Najpomembnejši porabniki organske snovi so živali. Tiste živali, ki se hranijo direktno z
rastlinami so rastlinojedci (polž, nekatere žuželke, raki, nekateri ptiči, nekateri sesalci).
Druga skupina porabnikov so plenilci, ki se hranijo z drugimi živalmi. So mesojedci pijavke, kačji pastirji, nekatere ribe, dvoživke, kače, nekateri sesalci.
Razkrojevalci
Iztrebke, hranilne delce, ki jih niso porabile druge živali, ter odmrle rastlinske in živalske
organizme razgradijo razkrojevalci (bakterije, glive). Razgradijo jih na osnovne gradbene
sestavine CO2, H2O in mineralne snovi. Te sestavine izhlapijo v ozračje, se raztopijo v vodi
ali pa jih rastline takoj porabijo za izgradnjo nove organske snovi(za fotosintezo).
S tem se krog kroženja snovi v naravi sklene.
6.6 Kroženje CO2 in O2 v naravi
CO2 nastane tudi pri dihanju živali, bakterij, in tudi rastlin. Rastline del kisika, ki ga podnevi
proizvedejo pri fotosintezi, tudi porabijo, tako podnevi, kot ponoči. Pri tem v okolje oddajajo
CO2, ki ga podnevi spet porabijo pri fotosintezi za izgradnjo organskih snovi. Kot stranski
produkt nastaja kisik. Tega vnovič porabljajo bakterije, živali in tudi rastline. S tem je krog
kroženja obeh plinov zaključen.
7 ZRAK IN OKOLJE
7.1 SESTAVA ZRAKA
Zrak je zmes plinov, v kateri prevladujeta dušik (N2) in kisik (O2). Ostane 1 procent, v
katerem prevladujejo žlahtni plini - 8.skupina periodnega sistema, predvsem argon (Ar).
Prisoten je še ogljikov dioksid, drugi žlahtni plini, vodna para in plini, ki onesnažujejo zrak.
Količina vodne pare in onesnaževalcev se spreminja. Količina vodne pare je odvisna od
vremena, največ vodne pare je ob soparnih dnevih pred dežjem. To merimo z relativno
vlažnostjo. Količina onesnaževalcev pa je odvisna od prisotnosti virov onesnaževanja –
industrija, promet, gospodinjstva... Onesnaževalci so: ogljikov monoksid – CO, žveplov
13
Gstronomske in hotelske storitve
Šol. leto 2014/15
Naravoslovje II
dioksid – SO2, dušikovi oksidi – N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5, plinasti ogljikovodiki –
nezgorele pare bencina in dizelskega goriva, ozon – O3, metan – CH4, dim, prah in prevelika
količina ogljikovega dioksida – CO2.
SESTAVA ZRAKA V PROCENTIH
dušik:
78% ali 4/5 ( štiri petine)
kisik:
21% ali 1/5 ( ena petina )
ostali plini, predvsem žlahtni plin argon: 1%
100%
SESTAVA OSTALIH PLINOV
argon: 0,93%
ogljikov dioksid: 0,03 – 0,035%
drugi žlahtni plini ( helij, neon, kripton, ksenon, radon ): 0,002%
voda: procent se spreminja, je majhen, odvisen od vremena
onesnaževalci: procent se spreminja, je majhen, odvisen od prisotnosti virov onesnaževanja.
Čeprav je onesnaževalcev malo, pa njihova prisotnost zelo poslabša kvaliteto okolja.
7.2 POMEN ZRAKA
7.2.1 KISIK
a) DIHANJE
Kisik je najbolj reaktiven plin v zraku. Med dihanjem preide v pljuča, nato v kri, ki ga odnese
v celice. V celicah poteka celično dihanje:
C6H12O6
glukoza,
+ 6O2 → 6CO2
+ 6H2O + E
kisik ogljikov dioksid voda
energija, ki se sprošča,
nastane
pri
prebavi
porabimo jo za življenje in delo
in
presnovi,
b) DIHANJE S POMOČJO JEKLENK S KISIKOM ALI ZRAKOM
Količina kisika z nadmorsko višino pada. Na velikih višinah – Himalaja morajo alpinisti
uporabljati jeklenke z zrakom, ker je kisika premalo za normalno dihanje. Jeklenke z zrakom
ali kisikom uporabljajo tudi potapljači, bolniki, ki imajo težave z dihanjem, prezgodaj rojeni
otroci – nedonošenčki v inkubatorjih, kisikove maske pa se nahajajo tudi v letalih za primer
zmanjšanja pritiska v kabini.
7.2.2
DUŠIK
a) DIHANJE
Dušik je v primerjavi s kisikom zelo nereaktiven – inerten plin. Živa bitja so prilagojena na
dihanje zraka, tako da mora biti dušik nujno prisoten v mešanici plinov, ki jo vdihujemo.
Predolga izpostavljenost čistemu kisiku poškoduje pljuča.
b) PROIZVODNJA AMONIAKA – NH3 IN UMETNIH GNOJIL – NITRATOV
Živa bitja ne morejo uporabljati dušika iz zraka za rast in razvoj. Zato rastline potrebujejo
nitrate, živali in človek pa hrano, bogato z beljakovinami.
14
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
Pri proizvodnji amoniaka spajajo med seboj dušik in vodik in dobijo amoniak, tega pa naprej
predelajo v nitrate in to so dušikova umetna gnojila. Postopek spajanja dušika in vodika se
imenuje Haber – Boschev postopek. Reakcija:
N2 + 3H2 → 2NH3
dušik
vodik
amoniak
Nekaj zračnega dušika pa se spremeni v nitrate tudi na naraven način s pomočjo bakterij na
koreninah stročnic. Zato so stročnice znane po tem, da vsebujejo veliko beljakovin.
c) INERTNA ATMOSFERA
 To so posebna skladišča za sadje in zelenjavo, ki imajo kontrolirano atmosfero. Če
zmanjšajo količino kisika in povečajo količino dušika in ogljikovega dioksida, poteka
zorenje sadja in zelenjave počasneje, preprečuje pa se tudi kvarjenje živil. Vstop v
skladišča s kontrolirano atmosfero je brez zaščitne opreme smrtno nevaren, ker
primanjkuje kisika za dihanje.
 Dušik pa lahko uporabljajo namesto zraka tudi pri pakiranju živil, da ostanejo dalj
časa sveža.
d) ZAMRZOVANJE
 Tekoči dušik je zelo mrzel, zmrzovališče dušika je pri – 196°C. Zato je uporaben za
hitro zmrzovanje živil.
 Tekoči dušik se uporablja tudi v tehniki za popravljanje cevi, v katerih je tekočina.
Tekočino najprej zamrznejo z dušikom, nato pa popravijo cev. Tekočine ni potrebno
izprazniti.
7.2.3
OGLJIKOV DIOKSID
a) Fotosinteza
Zelene rastline sprejemajo ogljikov dioksid in ga pod vplivom svetlobe pretvarjajo v glukozo
in kisik. Reakcija je obratna celičnemu dihanju:
6CO2
+
6H2O + E → C6H12O6 + 6O2
ogljikov dioksid voda svetlobna glukoza kisik
energija
Ves kisik, ki se nahaja v zraku, je nastal zaradi fotosinteze. Živa bitja so življenjsko odvisna
od zelenih rastlin, zato je preveliko sekanje gozdov in uničevanje rastlin pogubno za življenje
na zemlji.
Količina ogljikovega dioksida v zadnjih 100 letih narašča, od 0,03% je narasla na 0,035%.
Ozračje se zato segreva in to imenujemo pojav tople grede.
7.2.4 ŽLAHTNI PLINI – 8. SKUPINA PERIODNEGA SISTEMA
Žlahtni plini so še bolj nereaktivni kot dušik. Uporabljajo se za:
a) RAZSVETLJAVA
Argon se uporablja za polnjenje navadnih žarnic, če vsebujejo kovinsko nitko ali živo srebro –
varčne žarnice. Neon se uporablja v svetlobnih napisih, ker rdeče žari, če teče skozenj
elektrika. Ostale barve svetlobnih napisov dobijo z mešanico raznih plinov. Za svetlobne
napise pa se uporabljajo tudi drugi načini, na primer tekoči kristali, ki se uporabljajo tudi za
LCD zaslone pri raznih monitorjih in televizorjih. Kripton in ksenon pa se uporabljata za zelo
močno svetlobo, na primer pri reflektorjih.
15
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
b) BALONI
Uporablja se helij, ki je lažji od zraka in manj reaktiven od vodika. V preteklosti se je
uporabljal vodik, ki pa je eksploziven, če pride v stik s plamenom ali iskrenjem. Zato so se
dogajale nesreče, na primer pri velikih potniških balonih, ki so se imenovali cepelini.
c) ZA DIHANJE NA VELIKIH GLOBINAH
Za zmes, ki jo dihajo potapljači na velikih globinah, se uporablja helij namesto dušika. Dušik
se pri dvigovanju potapljača izloča iz krvi v obliki mehurčkov in ti lahko zamašijo žile in
nastane embolija, ki je smrtno nevarna. Helij pa je v krvi bolje topen in se ne izloča.
7.3 ONESNAŽEVANJE ZRAKA
7.3.1
GLAVNI ONESNAŽEVALCI:
1. ogljikov monoksid – CO
2. žveplov dioksid – SO2
3. dušikovi oksidi – N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5
4. plinasti ogljikovodiki – nezgorele pare bencina in dizelskega goriva
5. ozon – O3
6. metan – CH4
7. dim
8. prah
9. prevelika količina ogljikovega dioksida
7.3.2
GLAVNI POVZROČITELJI ONESNAŽEVANJA
1. promet
2. industrija
3. kmetijstvo
4. gospodinjstva
Promet povzroča več kot polovico vsega onesnaževanja zraka. Ostalo prispevajo industrija,
kmetijstvo in gospodinjstva.
ONESNAŽEVANJE ZRAKA ZARADI PROMETA
Bencin in druga goriva v idealnih pogojih zgorijo v ogljikov dioksid in vodo, kar je tudi
normalna sestavina zraka. Temu pravimo popolno izgorevanje in poteka takrat, ko je zraka
zadosti oziroma ko motor vozila brezhibno deluje. Ta dva plina zraka ne onesnažujeta, če
ogljikovega dioksida ni preveč. Običajno pa poteka nepopolno izgorevanje, nastajajo še drugi
plini, ostanejo pa tudi nezgorele pare goriva.
ONESNAŽEVALCI ZARADI PROMETA:
1. OGLJIKOV MONOKSID – CO:
V izpušni cevi motornih vozil nastaja razen ogljikovega dioksida tudi ogljikov monoksid. zato
morajo izpušni sistemi vsebovati katalizator, ki pretvori škodljivi ogljikov monoksid v
ogljikov dioksid. Na tehničnem pregledu se preverja količina ogljikovega monoksida v
izpušni cevi.
16
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
Ogljikov monoksid je strupen, povzroča slabost, omotico in tudi smrt. Je brez vonja in se ga
ne da zaznati, dokler ni prepozno. Nesreče ali celo samomori se dogajajo v zaprtih garažah pri
prižganem avtomobilskem motorju. Nevarne pa so tudi slabe peči in dimniki pri zgorevanju
trdih goriv in slabe plinske napeljave v stanovanjih in hišah, če se za ogrevanje uporablja plin.
Predvsem je nevarno v majhnih prostorih, na primer kopalnice.
2. DUŠIKOVI OKSIDI IN OZON
V izpušni cevi se zrak tako segreje, da zračni dušik in kisik med seboj reagirata in nastanejo
dušikovi oksidi. Lahko pa zračni kisik – O2 zaradi visoke temperature reagira še naprej in
dobimo ozon – O3. To se dogaja predvsem poleti pri visokih temperaturah zraka. Dušikovi
oksidi povzročajo težko dihanje in kisel dež. Ozon je nevaren, če ga je preveč pri tleh in tudi
povzroča težko dihanje. V stratosferi – 20-40 km nad zemljo pa je koristen, ker ščiti pred
premočnim UV sevanjem. Zmanjšana količina ozona v stratosferi se imenuje ozonska luknja.
3. ŽVEPLOV DIOKSID
Nastaja zato, ker bencin vsebuje nekaj žvepla. Več žvepla vsebuje kurilno olje in še več
premog. Zato žveplov dioksid nastaja tudi zaradi kurjenja kurilnega olja in premoga v
termoelektrarnah in gospodinjstvih.
Žveplov dioksid reagira z vodo v žveplovo kislino in povzroča kisel dež. Poškoduje drevje,
rastline, živa bitja v rekah in jezerih, zgradbe in kovinske konstrukcije.
4. OGLJIKOVODIKI – NEZGORELE PARE GORIVA
Zaradi njih iz izpušnih cevi smrdi po bencinu, moralo bi biti brez vonja. Huje pa je, da so
ogljikovodiki kancerogeni – povzročajo raka. Največ ogljikovodikov je v cigaretnem dimu.
5. DIM IN PRAH
Nastajata pri nepopolnem izgorevanju, ko ne nastane ogljikov dioksid niti ogljikov monoksid,
ampak ogljik. Ogljik je trden in predstavlja saje ali dim. Pri avtomobilih nastaja dim in prah
predvsem zaradi nepravilne uporabe motornega olja za mazanje motorja.
7.4 PREPREČEVANJE ONESNAŽEVANJA ZARADI PROMETA
1. Uporaba javnih sredstev prevoza namesto osebnih avtomobilov
2. Uporaba katalizatorja v izpušni cevi motornih vozil
3. Uporaba alternativnih goriv
7.4.1 KATALIZATOR V IZPUŠNI CEVI:
Zgradba katalizatorja:
Katalizator je zgrajen iz porozne keramike v obliki satovja, da dobimo zelo veliko površino.
Keramika je prevlečena z dragimi kovinami, kot je platina, paladij in rodij in te kovine so
tiste, ki delujejo kot katalizator, keramika pa je samo nosilec.
Delovanje katalizatorja:
Katalizator pospešuje kemijske reakcije, s katerimi se nezaželeni in strupeni plini pretvorijo v
take pline, ki so normalna sestavina zraka. Nezaželeni plini v izpušni cevi so ogljikov
monoksid, dušikovi oksidi in nezgorele pare bencina. Pretvorijo se v ogljikov dioksid, dušik
in vodno paro, ki so normalne sestavne zraka.
Enačbe kemijskih reakcij:
1. Ogljikov monoksid:
CO +
ogljikov
O2 →
kisik
2CO2
ogljikov dioksid
17
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
monoksid
2. Dušikovi oksidi:
2NO + 2CO
→
N2
dušikov
ogljikov
dušik
oksid
monoksid
+ 2CO2
ogljikov dioksid
3. Bencin, ki ni zgorel:
2C8H18
+ 25O2
oktan, glavna kisik
sestavina bencina
7.4.2
→
16CO2
+
ogljikov dioksid
18H2O
vodna
para
VOZILA NA ALTERNATIVNA GORIVA
a) Hibridni avtomobili
Za vožnjo po mestu uporabljajo akumulator, ki se polni na elektriko. Za vožnjo zunaj mesta
pri večjih hitrostih še vedno uporabljajo bencin. Zrak v mestih je tako čistejši, bencina pa se
porabo manj. Tehnični problem je teža akumulatorja, ekonomski problem pa je previsoka
cena tega avtomobila, npr. znamke Lexus, cena okrog 60000 EU. Hibridni avtomobili bi
morali biti poceni, da bi jih uporabljalo veliko ljudi, kajti le tako bi se izboljšala kakovost
zraka. Vlade držav EU in tudi Slovenije pa bi morale ceno subvencionirati z manjšimi davki
in drugimi subvencijami.
b) Avtomobili in druga prevozna sredstva na bio – gorivo
Bio – bencin ali bio – dizelsko gorivo je mešanica goriva z alkoholom – etanolom. Tega
pridobivajo iz raznih žit, na primer iz koruze. Znana proizvajalka bio – goriva je Brazilija, ki
ima velike presežke etanola iz koruze. Se pa pri tem pojavlja tudi etično vprašanje zaradi
uporabe hrane za druge namene, ko pa je na svetu še vedno mnogo ljudi, ki nimajo dovolj
hrane za preživetje.
c) Avtomobili in druga prevozna sredstva na vodikove celice
Vodik zgori z zračnim kisikom v vodno paro, ki ne onesnažuje zraka. Problem je vodik, ki je
zelo vnetljiv in lahko eksplodira. Naredili so že tak avtobus.
8 INDUSTRIJA, KMETIJSTVO IN GOSPODINJSTVA – ONESNAŽEVANJE IN
PREPREČEVANJE ONESNAŽEVANJE
Industrija in gospodinjstva onesnažujejo zrak predvsem zaradi kurjenja s premogom, kurilnim
oljem in plinom, kar z eno besedo imenujemo fosilna goriva. Pri tem nastaja ogljikov dioksid,
ogljikov monoksid, žveplov dioksid in dim. Pri visokih temperaturah nastajajo tudi dušikovi
oksidi. To so enaki onesnaževalci kot pri prometu. Industrija lahko povzroča še druge izpuste
v zrak, ki so specifični za določeno proizvodnjo, na primer klorove spojine, kisline,
radioaktivne snovi...To se zgodi zaradi neupoštevanja varnostnih predpisov. Pri kmetijstvu
nastaja iz živalskih iztrebkov metan, predvsem na velikih farmah. Tudi zaradi gospodinjstev
lahko nastaja metan in sicer na deponijah odpadkov, na primer na Ljubljanskem barju.
8.1 PREPREČEVANJE ONESNAŽEVANJA
18
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
1. Industrija
a) V termoelektrarnah na premog je priporočljiva uporaba premoga s čim manj žvepla. V
Ljubljani se uporablja indonezijski premog, ki vsebuje bistveno manj žvepla kot velenjski, pa
še cenejši je. Vendar kupujejo in uporabljajo tudi velenjski premog predvsem zaradi socialnih
razlogov. Če ga ne bi kupovali, bi morali velenjski rudnik zapreti in brezposelnost bi se še
povečala.
b) Gradnja visokih dimnikov v termoelektrarnah in tudi drugi industriji, kjer so izpusti
onesnaževalcev. S tem se onesnaževalci razpršijo na večje področje.
c) Uporaba elektrofiltrov na dimnikih. Delci prahu se naelektrijo in ostanejo na filtrih, ne
grejo v zrak.
d) Odstranjevanje žveplovega dioksida iz dimnih plinov, preden pride v ozračje. Čistilna
naprava uporablja kemijsko reakcijo spremembe žveplovega dioksida v kalcijev sulfat, ki je
trden. Z njim polnijo opuščene rudnike ali pa ga uporabljajo v gradbeništvu.
2. Kmetijstvo
Metan, ki nastaja na kmetijah in farmah, se lahko koristno uporabi za kurjavo in kuhanje. To
se že dela v Indiji, ki ima malo lesa in kjer so že v preteklosti uporabljali živalske iztrebke za
kurjavo. Enako se lahko metan koristno uporablja na deponijah odpadkov.
3.Gospodinjstva
Prepoved kurjenja s premogom, ki vsebuje največ žvepla od vseh fosilnih goriv. To pride v
poštev v deželah, kjer se tradicionalno uporablja veliko premoga, na primer Velika Britanija v
70. letih 20. stoletja. Bila je prepoved kurjenja s premogom in zrak se je zelo izboljšal.
8.2 UČINEK TOPLE GREDE
To pomeni, da so v zraku taki plini, ki zadržujejo toplotno sevanje sonca. Delujejo kot steklo
v rastlinjaku, ko se toplota, ki pride v rastlinjak, ne more oddati spet nazaj. Dušik in kisik, ki
predstavljata večino plinov v zraku, nista toplogredna plina. Torej je toplogrednih plinov
malo, manj kot 1%, imajo pa velik učinek. Molekula dušika in kisika – N2, O2 vsebuje 2
atoma in to nima toplogrednega učinka. Toploto zadržujejo plini, ki imajo najmanj 3 atome,
lahko pa tudi več. Velja pravilo: več je atomov v molekuli, močnejše je zadrževanje toplote.
Zadrževanje toplote je bilo vedno na zemlji, zaradi tega učinka je povprečna temperatura pri
tleh za 33 stopinj višja, kot bi bila sicer, torej 15°C namesto – 18°C. Učinek tople grede je
torej za zemljo ugoden, če ne postane prevelik. To pa se dogaja v zadnjih 100 letih. Zaradi
onesnaževanja zraka je v zraku vedno več takih plinov, ki povečujejo učinek tople grede in
povprečna temperatura na zemlji je začela naraščati. Če se bo tako nadaljevalo, lahko
pričakujemo spremembo podnebja in hude naravne katastrofe.
8.3 OPLOGREDNI PLINI
1. Ogljikov dioksid
Je triatomaren plin in zato lahko zadržuje toploto. Njegova življenjska doba v ozračju je 50 –
200 let. V zraku ga je od toplogrednih plinov največ in sicer od 0,03 – 0,035%. Po nekaterih
ocenah je 0,035% ogljikovega dioksida tista zgornja meja, ki jo ozračje še lahko prenese.
Ogljikov dioksid kot toplogredni plin nastaja pri vsakem gorenju fosilnih goriv, to je premog,
nafta in njeni proizvodi, na primer bencin in zemeljski plin. Količino toplogrednega CO2 v
zraku lahko zmanjšamo samo z manjšo porabo fosilnih goriv. To pa je velik problem, ker je
19
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
ogljikovega dioksida v vsakdanjem življenju veliko in ga ni mogoče kar takoj odstraniti iz
vseh izpušnih plinov avtomobilov, dimnikov tovarn in termoelektrarn in iz gospodinjstev.
Zato so se v svetovnem merilu dogovorili za postopnost in celo za trgovanje z izpusti CO2.
Države, ki imajo večji izpust, morajo plačati določeno vsoto denarja državam z manjšim
izpustom. Temu je naklonjena predvsem Evropa in tudi Slovenija je morala že plačati precej
sredstev zaradi prevelikih izpustov CO2 zaradi fosilnih goriv.
Je pa še en problem. Tudi če bi že danes ustavili porabo fosilnih goriv v svetovnem merilu, bi
se ogrevanje nadaljevalo še dolga leta. To pa zato, ker je v ozračju že mnogo ogljikovega
dioksida od fosilnih goriv, ki so jih sežgali v preteklosti.
2. Vodna para
Voda je triatomarna molekula in v obliki pare predstavlja toplogredni plin. V ozračju se
zadržuje malo časa. Ko koncentracija vodne pare naraste, pride do kondenzacije, nastane dež
ali kakšna druga padavina in koncentracija vodne pare spet pade. Zato vodna para ne prispeva
veliko k učinku tople grede.
3. Metan
Molekula metana ima 5 atomov in je 26x boljši absorber toplote kot molekula ogljikovega
dioksida. V ozračju pa je metana precej manj kot ogljikovega dioksida, zato vseeno manj
prispeva h globalnemu segrevanju kot CO2.
4. Supertoplogredni plini
Z razvojem kemijske industrije so nastali in še nastajajo plini, ki imajo zelo močno
sposobnost zadrževanja toplote. Njihove molekule vsebujejo zelo veliko atomov. V ozračju je
teh plinov malo, vendar vseeno prispevajo h globalnemu segrevanju. Kemijska industrija bi
morala nehati proizvajati vedno nove pline, ki imajo tako velik toplogredni učinek in so
skoraj neuničljivi. Morala bi jih nadomestiti z okolju bolj prijaznimi snovmi.
Supertoplogredni plini
a) Fluorirani ogljikovodiki
Nastanejo tako, da zemeljski plin, ki ga dobimo iz nafte, spajamo z elementom fluorom.
Uporabljali so se za razpršilce – spreje in za hladilno tekočino v hladilnikih, klimatskih
napravah in drugih hladilnih napravah. Danes se za spreje ne uporabljajo več, za hladilne
naprave pa še. Če vsebujejo še klor, potem tudi uničujejo ozonsko plast v stratosferi.
b) Žveplov heksafluorid – SF6 in dušikov trifluorid – NF3
Uporabljata se pri proizvodnji računalnikov in LCD zaslonov. Proizvodnja teh dveh plinov iz
leta v leto narašča. Na začetku so ju razvili kot nadomestilo za fluorirane ogljikovodike, ker
so mislili, da sta manj nevarna za okolje. Življenjska doba žveplovega heksafluorida je zelo
dolga in sicer 3200 let.
c) Toplogredni plin z 10 atomi
To je trifluorometilžveplovpentafluorid – CF3SF5, vsebuje ogljik, fluor in žveplo. Naredili so
ga leta 2000. Njegova življenjska doba je zelo dolga. Uporablja se za podobne namene kot
žveplov heksafluorid in dušikov trifluorid.
8.4 UNIČEVANJE OZONSKE PLASTI
8.4.1 OZONSKA LUKNJA
Ozon – O3 je zelo reaktiven plin, ker je slabo obstojen. Ko razpade, se pretvori v kisik – O2.
Kadar je pri tleh, povzroča onesnaževanje zraka.
Visoko zgoraj v ozračju pa je ozon koristen, Nahaja se v delu ozračja, ki se imenuje
stratosfera in to je 20 – 40 km nad zemljo. Je v obliki tanke plasti, ki deluje kot nekakšen
20
Gstronomske in hotelske storitve
Šol. leto 2014/15
Naravoslovje II
sončni zaslon. Zadržuje del ultravijoličnega sevanja, k ga oddaja sonce. Če je ozona premalo,
se to imenuje ozonska luknja in takrat pride na zemljo preveč UV žarkov. Ti žarki pa pri
sončenju povzročajo hude opekline in tudi kožnega raka. Ozonska luknja je nastala predvsem
nad Antarktiko, odkrili so jo leta 1984. Širi se pa tudi na druga območja in je že doegla
Avstralijo. Zato imajo v Avstraliji največ kožnega raka v zadnjih 30 letih. Na plažah
Avstralije se ni priporočljivo sončiti in kopati brez sončne zaščite. Tam obstajajo tudi predpisi
v zvezi s tem. Previdnost pa je potrebna tudi v drugih delih sveta, tudi pri nas.
8.4.2 UNIČEVALCI OZONSKE PLASTI
To so spojine ogljikovodikov s fluorom in klorom, ki imajo oznako CFC. Uporabljali so se za
enake namene kot fluorirani ogljikovodiki, torej za razpršilce – spreje in za hladilno tekočino
v hladilnikih, klimatskih napravah in drugih hladilnih napravah. CFC – ji so zelo obstojne
snovi, ki dolgo ostanejo v ozračju. Počasi prodirajo skozi ozračje in dosežejo ozonsko plast,
ki jo uničujejo.
Danes se CFC – ji ne uporabljajo več. V sprejih imamo namesto njih ogljikovodike brez
fluora in klora. V hladilnih napravah pa se uporabljajo fluorirani ogljikovodiki, ki ne
uničujejo ozonske plasti, imajo pa še vedno toplogredni učinek.
9 VODA
9.1 ZGRADBA MOLEKULE VODE
Voda je sestavljena iz enega atoma kisika in dveh atomov vodika. Ima 4 elektronske pare in
sicer 2 vezna in 2 prosta elektronska para. Snovi s 4 elektronskimi pari tvorijo v prostoru
posebno geometrijsko telo, ki se imenuje trikotniška piramida ali tetraeder. Ima 4 oglišča in 4
ploskve. V telesnem središču tetraedra se nahaja atom kisika. V dveh ogliščih sta 2 atoma
vodika , vezana z veznim elektronskim parom. V ostalih 2 ogliščih pa sta prosta elektronska
para. Kot med vezmi v tetraedru znaša 109° in toliko bi moral znašati tudi kot med vezmi v
molekuli vode. V resnici se kot zmanjša na 104°, ker se prosta elektronska para med seboj
zelo močno odbijata in potisneta vezna elektronska para nekoliko skupaj.
:O:
104°
H
H
Molekula vode
9.2 POLARNOST MOLEKULE VODE
Molekula vode ima polarno zgradbo, to pomeni, da je v bližini atoma kisika bolj negativno
nabita, v bližini atomov vodika pa bolj pozitivno. Med pozitivnim in negativnim nabojem je
razdalja, ki se imenuje dipol.
Velja pravilo: polarne snovi se topijo v polarnih topilih, nepolarne snovi pa v nepolarnih
topilih.
Ker je voda polarna, je dobro topilo za polarne snovi. To so razne kisline, baze, soli, alkohol,
sladkor in druge polarne molekule.
21
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
Voda je slabo topilo za nepolarne snovi. To so razne organske spojine: maščobe – olje,
organska topila: bencin, nitro razredčilo, tetraklorometan – se uporabljajo v kemičnih
čistilnicah. Ta organska topila raztapljajo ravno tiste snovi, ki jih voda ne more, na primer
olje.
9.3 TRDA IN MEHKA VODA
Voda je dobro topilo, zato popolnoma čiste vode v naravi ni. Vsaka voda vsebuje raztopljene
soli, odvisno od kamnin, preko katerih teče. Te raztopljene soli predstavljajo v vodi ione in
sicer kalcijeve, magnezijeve, hidrogenkarbonatne in druge ione. Več takih ionov vsebuje neka
voda, bolj je trda, manj jih vsebuje, bolj je mehka.
Trde vode so tiste, ki tečejo po tleh iz apnenca, to je kalcijev karbonat. Vsebujejo veliko
raztopljenih ionov. To so vode alpskih območij.
Mehke vode so tiste, ki tečejo po tleh iz gline, to je natrijev in kalijev alumosilikat. Vsebujejo
malo raztopljenih ionov. To so vode vzhodne Slovenije – Prekmurje, Dravsko polje in tudi
vode na barju.
Trdoto vode merimo v nemških stopinjah, oznaka je °N. Ena nemška stopinja predstavlja 10
mg kalcijevega oksida na en liter vode.
1°N = 10 mg CaO/1L vode
Primeri:
mehka voda
0°N – 8°N
srednje trda voda 8°N – 15°N
trda voda
nad 15°N
Ljubljanska pitna voda je srednje trda voda in ima trdoto od 11°N do 14°N.
9.4 ONESNAŽEVANJE VODE
Onesnaževanje rek, jezer, morij in tudi pitne vode poteka na dva načina:
1. V vodo zaidejo škodljive snovi
Prihajajo od industrije, kmetijstva, gospodinjstev in prometa. Zastrupijo organizme, ki živijo
v vodi in tiste, ko jo pijejo. Nekatere škodljive snovi so biološko razgradljive, to pomeni, da
jih živi organizmi v vodi razkrojijo. Nekatere pa niso biološko razgradljive in te je potrebno
odstraniti na kemičen način, predvsem pa preprečiti, da sploh pridejo v vodo.
2. V vodi se izrabi raztopljeni kisik
To se zgodi takrat, kadar vodne alge in bakterije rastejo tako hitro, da izrabijo ves kisik v
vodi. To pa se zgodi takrat, kadar pride v vodo preveč hranilnih snovi. Hranilne snovi so:
odplake iz kanalizacije in greznic, gnojila s polja, fosfati iz detergentov...
ONESNAŽEVALCI VODE
1. Odplake iz gospodinjstev
Odplake se pretakajo povsod, kjer živijo ljudje. Bogate so z organskimi snovmi in so zelo
hranljive. Povzročajo razraščanje alg in bakterij, ki izrabijo v vodi raztopljeni kisik. Leta 1950
je bila Temza pri Londonu tako onesnažena, da tega ni preživela nobena riba. Od tedaj
odplake pregledujejo in čistijo in Temza je postala tako čista, da v njej živijo tudi lososi, ki so
znani po tem, da so zelo občutljivi na onesnaženo vodo in pomanjkanje kisika.
2. Umetna in naravna gnojila
22
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
To se uporablja v kmetijstvu. dež jih spere iz prsti v potoke in reke, včasih prodrejo celo v
podtalnico, iz katere se črpa pitna voda. Gnojila delujejo v vodi enako kot odplake,
povzročajo rast alg in bakterij in pomanjkanje kisika. Dušikova gnojila pa vsebujejo tudi
nitrate, ki so zdravju škodljivi in jih pitna voda ne sme vsebovati oziroma je njihova
dovoljena količina zelo majhna.
3. Pesticidi
Pesticidi se uporabljajo v kmetijstvu za uničevanje škodljivcev. Če uničujejo škodljivce, so
škodljivi tudi za druga živa bitja in tudi za ljudi. Pridelovalci hrane dostikrat dodajajo preveč
pesticidov oziroma več, kot je navedeno v navodilu za uporabo. Bolje je uporabljati naravna
sredstva za zatiranje škodljivcev oziroma pustiti, da se vzpostavi naravno ravnotežje. Pridelka
je manj, je pa bolj zdrav. Take metode obvladovanja škodljivcev uspešno uporablja ekološko
kmetijstvo.
Tudi pesticidi lahko zaidejo v pitno vodo in jo hudo onesnažijo. Znana so onesnaženja na
Dravskem polju, kjer je veliko intenzivnega kmetijstva. Dokler pitna voda ni bila čista, ljudje
niso mogli uporabljati vodovoda in so jim morali vodo dovažati s cisternami.
4. Detergenti
Če so biološko razgradljivi, ne povzročajo toliko težav. V preteklosti so vsebovali preveč
fosfatov, to so sredstva za mehčanje trde vode. Fosfati pa so hranljivi in povzročajo
pomanjkanje kisika v vodi. Fosfate so nadomestili z zeoliti, ki so po sestavi podobni glinam in
niso škodljivi za okolje.
Če je detergentov preveč, povzročajo tudi penjenje, tega živa bitja v vodi ne prenesejo in
poginejo. Penjenje tudi kazi videz rek in jezer.
5. Industrijski odpadki
Spuščajo jih v vodo iz tovarn in manjših obratov. To so zelo različne snovi, nekatere niso
toliko škodljive, nekatere pa zelo. Industrijski odpadki vsebujejo kisline, baze, ione strupenih
kovin in nevarne organske spojine. Škodljivi so ioni težkih kovin, kot je svinec, kadmij,
aluminij in živo srebro. Svinec povzroča telesno šibkost in utrujenost, kadmij nadomesti kalcij
v kosteh in s tem okvari kosti, živo srebro pa poškoduje osrednji živčni sistem. Tudi ioni
drugih kovin so škodljivi, na primer aluminijevi, ki jih povezujejo z Alzheimerjevo boleznijo.
Nevarno organski spojini sta PCB – poliklorirani bifenil in HCH – heksaklorocikloheksan.
PCB je v 80. letih 20. stoletja onesnažil reko Krupo v Beli Krajini, tovarna se je imenovala
Iskra – kondenzatorji, ljudje pa čutijo zdravstvene posledice še danes. Po predpisih je črpanje
industrijskih odpadkov v vode zelo omejeno. Ti predpisi se včasih namenoma kršijo, včasih
pa se zgodi kakšen izpust industrijskih odpadkov tudi zaradi nepazljivosti.
6. Nafta
Nafta odteče v morje iz poškodovanih tankerjev, lahko pa se onesnažijo tudi druge površinske
vode zaradi prevozov. Nafta ostane na gladini morja in jo lahko zanese na obalo ali na odprto
morje, odvisno od tega, kako piha veter. Nafta je škodljiva za vsa živa bitja. Zlasti trpijo
vodne ptice, ker jim zlepi perje, ne morejo več leteti in poginejo. Izlitja nafte so zelo hude
ekološke katastrofe, saj onesnažijo velik del morske obale za dolgo časa.
9.5 ČIŠČENJE ODPADNIH VODA
Odpadne vode čistimo s čistilnimi napravami. Čiščenje poteka na 3 načine:
1. Mehansko čiščenje
Iz vode odstranijo mehanske nečistoče. Večje dele odstranijo z rešetkami, manjše pa s filtri.
23
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
2.Biološko čiščenje
Vodni organizmi, ki jih imenujemo razkrojevalci, razgradijo škodljive organske snovi –
gnojila, odplake iz gospodinjstev v anorganske snovi. To imenujemo samoočiščevalno
sposobnost vode, ki pa ni neomejena. V čistilnih napravah take organizme še dodajo, na
primer vodne hijacinte.
3. Kemijsko čiščenje
Iz vode odstranijo raztopljene škodljive kemikalije z raznimi kemijskimi reakcijami, na
primer z obarjanjem. Tako ostranijo nitrate in fosfate, ki so najbolj pogosti kemični
onesnaževalci vode.
24
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
10 LITERATURA
Grabnar, M., Novak, T., idr. (1997). Genetika in evolucija. Ljubljana: DZS.
Podobnik, A., Devetak, D. (1997). Raznolikost živih bitij 1 in 2. Ljubljana: DZS.
Stušek, P., Podobnik, A., Gogala, N. (1998). Celca. Ljubljana: DZS.
Stušek, P., Gogala, N. (2000). Funkcionalna anatomija s fiziologijo. Ljubljana: DZS.
Toman, M.,J., Sernec, K., Kopčavar, V. (2012). Biologija celice in ekologija z varstvom
okolja. Ljubljana: DZS.
25
Gstronomske in hotelske storitve
Naravoslovje II
Šol. leto 2014/15
11 Vprašanja za ponavljanje
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
Področja biologije?
Panoge biologije?
Naštejte potrebe živih bitij!
Kateri plin potrebujejo za življenje aerobionti?
Katera živa bitja potrebujejo CO2?
Značilnost avtotrofov. Primer avtotrofnega organizma.
Značilnost heterotrofov. Primer heterotrofnega organizma. Kdaj nekateri živi organizmi
preidejo v latentno stanje? Navedite primer.
Kaj je značilno za latentno stanje (življenjski procesi!)?
Kateri živi organizmi ne bi preživeli brez svetlobe? Zakaj?
Poznamo dve obliki razmnoževanja. Kateri dve?
Kateri plini se med dihanjem izmenjujejo z okolico?
V katerem sestavnem delu živih organizmov poteka presnova?
Kaj je celica?
Glede na število celic živa bitja delimo na…?
Značilnost prokariontske celice?
Značilnost evkariontske celice.
Primer evkariontske celice je......
Primer prokariontske celice je....
Naštejte organske snovi v celici.
Kaj se nahaja v celičnem jedru rastlinskih in živalskih celic?
Nosilci dednih lastnosti so..........................
Razlike med rastlinsko in živalsko celico?
Kaj so mutacije?
Kateri so mutageni dejavniki?
Naštej tri vrste mutacij?
Katere celice vsebujejo kloroplaste?
Celica
ki
se
deli
se
imenuje
................................celica.
Nastaneta
dve..................................celici.
Osnovna sistematska kategorija je ..................................
Naštejte kraljestva živih bitij.
Zajedavske bakterije lahko povzročijo bolezen. S čim zdravimo bakterijske bolezni?
Zakaj spadajo glive v samostojno kraljestvo?
Kaj nastane pri fotosintezi?
Kaj nastane pri celičnem dihanju?
Kaj gradi ekosistem?
Naštejte vsaj tri nežive dejavnike okolja.
Naštejte vse žive dejavnike okolja.
Kako je sestavljena prehranjevalna veriga?
Proizvajalci v ekosistemu so........................
Porabniki v ekosistemu so............................
Razkrojevalci v ekosistemu so.......................
Hierarhija ali položajni red
Posestništvo ali teritorialnost
Kanibalizem
Tekmovanje
Plenilstvo
Priskledništvo
Sožitje ali simbioza.
26