ANW samenvatting H2+6 (annelore)

H2§1; Planten doen aan fotosynthese; 6CO₂ (g) + 6H₂O (l) à C₆H₁₂O₆ (aq) + 6O₂ (g). Behalve koolstofdioxide en water, is ook stikstof belangrijk voor planten. Omdat ze die niet rechtstreeks uit de lucht kunnen opnemen, krijgen ze dat via bacteriën; bacteriën kunnen stikstof wél uit de lucht opnemen en zetten dit om in o.a. ammoniak en nitraat. Dit wordt weer opgenomen door planten.

Elementkringlopen; koolstofkringloop, zuurstofkringloop, stikstofkringloop (hoe die elementen zich verplaatsen in de natuur). Het element zit steeds in andere stoffen in de natuur.

Omdat er meer mensen op de aarde komen, moet er ook meer voedsel komen. De meeste mensen eten naar verhouding meer plantaardig voedsel (in rijke landen eten ze meer vlees). Omdat de welvaart in o.a. China en India stijgt, zal de vraag naar vlees ook meer worden. Methodes om voedselproductie (plantaardig) te verhogen;

Methode	Omschrijving	Werking/resultaat
Slash-and-burn	Een stuk bos platbranden en de grond gebruiken als landbouwgrond	Vruchtbare grond ontstaat door mineralen uit de as
Bemesting	Uitrijden van stalmest en menselijke uitwerpselen over de akkers	Mest bevat mineralen en energie die bacteriën gebruiken om nitraat te vormen
Groenbemesting	In de grond onderploegen van vlinderbloemigen als erwten, linzen en soja	Veel stikstof in de grond door nitrificerende bacteriën
Wissellandbouw	Het ene jaar erwten, linzen of soja verbouwen, het volgende jaar een ander gewas	Erwten, linzen en soja leveren stikstofrijke grond, waardoor de opbrengst vh. andere gewas vergroot wordt
Mechanisatie	Grond bewerken, zaaien en oogsten met machines ipv. handmatig	Grotere voedselopbrengst per hectare door sneller en efficiënter werk
Gewasbescherming	Bespuiten van gewassen tegen schadelijke insecten en onkruid	Insecticiden en herbiciden doden insecten en onkruid, maar niet het gewas
Bemesting met kunstmest	Uitstrooien van kunstmest over de akkers	Kunstmest bevat direct door planten opneembare stikstof en andere voor plantengroei belangrijke elementen
Plantenveredeling	Kruisen van verschillende plantenrassen	Er ontstaat een nieuw, beter gewas met de goede eigenschappen van beide “ouders”
Biotechnologie	Genetische modificatie van planten	Gewassen met nieuwe of verbeterde eigenschappen, zoals hogere opbrengst, beter bestand tegen ziekten enz.

Kunstmest (uitgevonden in 1950); kunstmatig produceren van ammoniak en dit verwerken tot kunstmest. Nadeel; het overschot komt met regenwater in het grondwater

Groene revolutie; ontwikkeling van (onderzoek naar) veredeling van planten

In arme landen moeten kleine boeren vaak hun land verkopen en trekken dan naar de stad, of ze verbouwen maar 1 gewas - de zogeheten monocultuur - Dit is gevaarlijk omdat er kans bestaat op mislukte oogst (door ziekte, slechte weersomstandigheden enz.) waardoor ze niks verdienen.

Het hangt af vd. politiek (arm of rijk) of wetenschappelijke en technische ontwikkelingen écht bijdragen aan een betere samenleving.

§2: Atmosfeer; luchtlaag om de aarde. Vroeger was die anders dan nu. Toen bevatte hij bijna geen zuurstof, maar er begonnen planten te groeien die zuurstof produceren. Dit was succesvol en breidde zich uit. Door het stijgende zuurstofgehalte konden er steeds meer organismen leven. ±350 miljoen jaar geleden kwam er een balans tussen productie en consumptie van zuurstof. Verder is de atmosfeer ook belangrijk om ons te beschermen tegen (het overgrote deel) ruimtepuin en UV-, gamma- en röntgenstraling. En tenslotte ook om warmte vd. zon vast te houden (anders zou het -18⁰ zijn op aarde) à natuurlijk broeikaseffect.

Versterkt broeikaseffect; menselijke activiteiten verhogen de concentratie broeikasgassen in de atmosfeer à versterkt het broeikaseffect.

Regelsysteem; thermostaatwerking vd. aarde. Oceanen absorberen warmte vd. zon. Deze geven ze heel langzaam weer af (aanwezigheid van vloeibaar water in een klimaat geeft een matigend effect)

Stofkringloop; verloop van een bepaalde stof (bijv. water) op aarde (waarbij het NIET in een andere stof zit). Wel faseverandering.

Biosfeer; onze leefomgeving; onderste deel vd. atmosfeer, bovenste deel vd. aardkorst en water op aarde. Dit is een gesloten kringloop (afgezien vh. opnemen van zonstraling en uitstralen van warmte) Hierin worden stoffen, elementen en energie in kringlopen getransporteerd. Die kringlopen staan ook met elkaar in contact (en zorgen voor evenwicht)

Buffers; opslagplaatsen voor bep. stoffen uit de atmosfeer. Verder heb je in een kringloop bronnen, die veroorzaken de stoffen.

§3; Kennis over het klimaat;

Weerkundig	Geregistreerde waarnemingen van temperatuur, regenval enz.	Vanaf 17e eeuw
Historisch	Schilderijen, verslagen	Tot 10e/11e eeuw
Jaarringen	Temperatuur & neerslag beïnvloeden dikte vd. jaarringen van bomen	Vanaf enkele duizenden jaren geleden
Stuifmeel/pollen	Voorkomen van stuifmeel van bepaalde boomsoorten in gesteente geeft info over klimatologische omstandigheden	Vanaf 125 000 jaar geleden
IJs	Samenstelling ervan geeft info over het klimaat tijdens het ontstaan vh. ijs	Vanaf 400 000 jaar geleden
Oceaansedimenten	Fossiele schelpjes geven info over temperatuur vh. water	Vanaf honderden miljoenen jaren geleden

Dmv. klimaatmodellen proberen politici, economen en wetenschappers een verband te leggen tussen verschillende factoren die invloed hebben op het klimaat.

·         Geologische factoren; continentplaten bewegen, verhouding land:oceaan verandert. Hierdoor veranderen ook luchtstromingen en golfstromen.

·         Astronomische factoren; gemiddelde afstand aarde-zon, hoev. straling die de zon uitzendt, lichtstraling & verdeling van zonnewarmte en vorm vd. baan vd. aarde variëren.

·         Atmosferische factoren; Gemiddelde temperatuur + CO₂ en methaan (CH₄)-gehalte variëren.

·         Plotselinge gebeurtenissen; invloed op lange termijn is gering, moeilijk te voorspellen (bijv. aardbevingen of vulkaanuitbarstingen).

Klimaatmodellen worden getest dmv. plotselinge gebeurtenissen en door gegevens vh. klimaat uit het verleden door te trekken.

Weer kan ik korte tijd erg variëren, klimaat verandert in kleine stapjes over lange periode. Daarom kunnen we het klimaat beter voorspellen dan het weer (oa. oceanen spelen grote rol bij klimaat).

Negatieve terugkoppeling; Stabiliserend effect, een oorzaak zorgt dat het gevolg zorgt voor afname vd. oorzaak. Bijv.; temperatuur vh. oceaanwater stijgt à meer water verdampt à temperatuur vh. oceaanwater daalt.

Positieve terugkoppeling; versterkend, destabiliserend effect, oorzaak & gevolg versterken elkaar. Bijv.; temperatuur stijgt à meer ijs smelt à minder terugkaatsing van zonnestralen à temperatuur stijgt.

Voorspelbaarheidshorizon; punt waarop het verband tussen de huidige & de te voorspellen data ophoudt. Voorspellende modellen hebben beperkte betrouwbaarheid à door invloed van politieke en economische ontwikkelingen. Met extra onderzoek kunnen blinde vlekken worden ingevuld à model wordt nauwkeuriger, maar daarvoor zijn sterkere computers nodig. 2 soorten voorspellingen;

1.       Richt zich op natuurlijke ontwikkeling, beperkte reikwijdte bijv. weervoorspellingen

2.       Voorspellen vd. effecten van veranderingen in klimaatfactoren (onzekerheid groter naarmate de termijn toeneemt), bijv. broeikasgassen.

Intensieve veehouderij & industriële revolutie zorgt voor de sterke stijging van CO₂- en CH­4­-gas in de lucht.

Versterkt broeikaseffect & temperatuurstijging gaan samen. Volgens rapport vh. IPCC warmt het klimaatsysteem op; lucht en zeewatertemperatuur nemen toe, zeespiegel stijgt en hoev. sneeuw & ijs nemen af (mens speelt cruciale rol). Critici zeggen dat de gemeten temperaturen niet representatief zijn voor de hele aarde (paar meetstations zijn niet gelijk over de aarde verdeeld).

keuze§; Centraal Bureau voor Statistiek (CBS) denkt dat over enkele decennia de bevolkingsgroei in NL afneemt. Totale wereldbevolking groeit met 1.5% per jaar. Om bevolkingsgroei te voorspellen, stellen wetenschappers modellen op.

·         Exponentiële groei; in een vaste periode neemt het aantal met een vaste groeifactor toe

·         Lineaire groei; in een vaste periode neemt het aantal met een vaste hoeveelheid toe

Dit zijn erge simpele modellen à maar 1 variabele (groeifactor), maar het geeft wel een idee hoe een rekenmodel werkt. Model = sterk vereenvoudigd beeld vd. werkelijkheid.

Doemscenario’s; toekomst waarin de meest rampzalige gebeurtenissen werkelijk gebeuren. Hierbij vergissen onderzoekers zich vaak in de technologische en sociale ontwikkelingen.

Toekomstscenario’s; voorspellen vd. toekomst dmv. modellen, waarbij rekening wordt gehouden met psychologische en economische factoren.

Geboorteoverschot; meer geboorten dan sterfgevallen. Migratieoverschot; meer migratie dan emigratie.

Verdieping; 3.5 miljard jaar geleden was de gemiddelde temperatuur 38⁰, maar produceerde de zon 25% minder energie. Verklaring; de lucht bevat nu enkelen 100x meer CO­₂ dan toen. Gaiahypothese; aarde & leven vormen 1 levend systeem dat zichzelf in stand houdt door regelmechanismen (waardoor het leefbaar blijft). Voor; leven op aarde heeft rampen doorstaan, op Venus & Mars is geen leven à geen leefbare atmosfeer. Tegen; Gaiahypothese is niet falsifieerbaar, in tegenstrijd met evolutie door natuurlijke selectie (organismen “weten” zgn. wat goed is voor de planeet).

Aantekeningen; in CO₂-kringloop

·         Sinks = langdurige opslag (vorming van fossiele brandstof)

·         Sources = bron van CO₂ (mensen & dieren, dmv. ademhaling)

·         Buffers = nemen CO₂ op bij overvloed, laten CO₂ gaan bij tekort (oceaan)

H6§1; Duurzame ontwikkeling; wij moeten ervoor zorgen dat de aarde leefbaar is voor de toekomstige generatie en tegelijkertijd moeten we onze eigen behoeften kunnen voorzien. Internationale afspraken over duurzame ontwikkeling zijn moeilijk te maken omdat er op de achtergrond andere (nationale) belangen spelen & het is moeilijk eraan te houden, maar het onderwerp staat iig. op de agenda.

Transitie; technologische & maatschappelijke vernieuwingen/veranderingen die leiden tot duurzamere samenleving (neolithische revolutie (van jagen/verzamelen naar landbouw) en industriële revolutie (rond 1800, industrialisering & urbanisering)). Factoren; overheid, bedrijfsleven, universiteiten en onderzoeksinstituten.

Invloed ve. product op het milieu bepalen;

1.       Levens cyclus analyse (LCA); levenscyclus ve. product wordt in kaart gebracht. Van alle gebruikte grondstoffen, giftige stoffen die vrijkomen tijdens het gebruiken & produceren tot het verwerken vh. product als afval (assessment; beoordelen van deze gegevens; zijn ze (in)direct verantwoordelijk voor milieueffecten & hoe ernstig zijn die effecten?)

2.       Milieuprofiel; nav. LCA wordt een milieuprofiel opgesteld. Aan de hand hiervan worden producten vergeleken (welke effecten zijn het grootst bij een bep. product), gekeken of ze het milieukeur verdienen en bedrijven kunnen dit gebruiken om gericht hun productieproces aan te passen.

3.       Beste manier om schadelijke milieueffecten te voorkomen/beperken, is bij het ontwerpen al te bedenken; welke grondstoffen, hoe wordt het verpakt. Duurzame producten ahv. Cradle-to-Cradle (C2C) (= gesloten kringlopen, afval is voedsel) en 3R (=reduce, reuse, recycle).

Producten worden gemaakt uit grondstoffen (worden gewonnen uit natuurlijke hulpbronnen = bodem, maar kunnen uitgeput raken + ernstige verstoring vh. gebied waar de grondstof zich bevindt). Zuinig omgaan met grondstoffen à productieproces aanpassen zodat je ze minder nodig hebt of hergebruikt (= minder afval & minder belasten vd. natuurlijke hulpbronnen!).

Je moet goed nadenken over de producten voor bijv. de ozonlaag (tegen schadelijke uv-straling). Die varieert sowieso, maar vanaf de 70’s is er een sterke verdunning (“gat in de ozonlaag”) te zien boven Australië en Antartica. Dit gat wordt vooral veroorzaakt door cfk’s (chloor-fluor-koolwaterstoffen). Dit zijn synthetisch geproduceerde gassen en zit in piepschuim & koelkasten. In het Protocol v. Montreal hebben veel westerse landen in 1987 afgesproken de uitstoot v. cfk’s te beperken.

Effecten van stoffen op lange termijn voorspellen is lastig. Waarschijnlijk zal het gas dat al onderweg is voor meer afbraak zorgen, en zal het daarna pas verbeteren. De mate waarin bedrijven zich aan de afspraken houden is van doorslaggevend belang.

§2; Energie is nodig en wordt vooral opgewekt door fossiele brandstof (uit de aarde, bijv. aardolie). Deze zorgen voor toename van broeikasgassen wat gevolgen heeft voor temperatuur en klimaat.

Omdat deze uitgeput raken, moeten we op zoek naar duurzame energiebronnen die niet opraken & geen/minder milieuschade veroorzaken + als het kan goedkoper zijn.

·         Zon; beste duurzame bron, zal er altijd blijven, maar ontwikkeling v. efficiënte & betaalbare zonnecellen (zet zonlicht rechtstreeks om in elektr.) is lastig (oplossing voor lange termijn).

·         Wind; dmv. windmolens wordt wind omgezet in (door dynamo) energie, maar meeste mensen willen geen windmolens bij hen in de buurt + waait niet altijd hard genoeg.

·         Aardwarmte; stoom van heet water in vulkanische gebieden drijft een turbine aan, maar niet overal op aarde is het vulkanisch.

·         Biomassa; uit planten(resten) kan je alcohol maken à brandstof. GFT à biogas. Voordeel; je verwerkt afvalstromen en je kan het steeds opnieuw kweken. Nadeel; vereist extra landbouwgrond, transport kost brandstof en verbranding van biogassen geeft broeikasgassen.

·         Water; waterkracht (dmv. dammen & meren) maar dit verliest terrein (geen ruimte) + te duur voor arme landen.

·         Waterstof; elektrische stroom door (zee)water leiden, voer het waterstof aan een brandstofcel, daarin reageert waterstof met zuurstof à je krijgt elektrische stroom en water. Maar opslag is een probleem, brandstofcellen zijn niet 100% efficiënt&betrouwbaar (tankstations moeten worden aangepast), productie, opslag en transport kost ook energie.

·         Kernfusie: 2 waterstofatomen botsen met heel hoge snelheid op elkaar af, wordt 1 heliumatoom. Wet van massabehoud: 2 H-atomen is in massa niet gelijk aan 1 He-atoom, de massa die is “verdwenen” is energie geworden (te berekenen met E = mc², E: Energie, m: massa, c: lichtsnelheid). Heel duurzaam, want bron is zeewater, veilig (geen radioactief afval). Maar dit kunnen we niet op aarde (niet genoeg energie).

In 2009 is men begonnen met ITER project; grootschalige kernfusie faciliteiten in Cadarche (Frankrijk). Kost naar verwachten €10 miljard, wordt betaal door EU, China, India, Japan, Rusland, VS en Zuid-Korea. Het moet in 2018 klaar zijn en zal naar schatting 10x zoveel energie leveren als dat het kost. Zelfs als kernfusie als energiebron haalbaar is, duurt het nog 10tallen jaren voordat het grootschalig kan worden ingezet.

keuze§; Files nav. toegenomen mobiliteit (meer verkeer, auto’s e.d.). Dit leidt o.a. tot meer gebruik van fossiele brandstoffen en meer uitstoot van broeikasgassen. Uitstoot ve. auto is al een stuk schoner geworden door katalysator, roetfilters en ontwikkeling v. schonere brandstoffen, maar uitstoot vd. CO₂ is nog steeds te hoog (20% vh. totaal).

Er is bevolkingsgroei, oude wijken worden gesloopt/gerenoveerd en er ontstaan hele nieuwe wijken. Dit kost ruimte, materiaal en energie en daarom moet er vooruit gekeken worden. Duurzaam wonen; wooneisen veranderen steeds, zorg dat het huis kan mee veranderen.  Het zit hem in materialen en techniek (plant nieuwe bomen nadat ze gekapt zijn, zorg voor een geïsoleerd huis). Ook de omgeving vh. huis moet duurzaam zijn (de gebouwen die er staan) en lang mee kunnen gaan.

Bewoners moeten betrokken worden bij de plannen. Motivatie kun je beïnvloeden door beloning of straf waarmee gedrag beïnvloed wordt.

Als er alternatieven zijn, is het makkelijker om duurzaam gedrag te bevorderen.

Verdieping; Kernsplijting wordt al wel toegepast. Argumenten voor;

·         Geen verbruik van fossiele brandstof

·         Geen uitstoot van broeikasgassen

·         Voldoende grondstoffen beschikbaar (uranium is beperkt, maar extra splijtstof kan worden gemaakt met kweekreactoren)

·         Sluiting van kerncentrales is slecht voor werkgelegenheid

Argumenten tegen;

·         Vrijkomen van radioactief afval

·         Transport van radioactief afval is risicovol

·         Deel vh. radioactief afval wordt hergebruikt à fabrieken lozen hierbij miljoenen liters radioactief afval in lucht en zee

·         Plutonium komt vrij, wat gebruikt kan worden voor kernwapens

·         Kans op ongelukken met grote gevolgen