anw samenvatting hoofdstuk 2 en 6 (isis)

Hoofdstuk 2

Vlaming van Helmont: Had een onderzoek gedaan door een wilgje in een pot met aarde te zetten en hem na 15 jaar opnieuw te wegen. De wilg was ±80 kilo zwaarder, maar er was maar 50 gram van de aarde weg. Dit komt door fotosynthese. Onder invloed van licht maken de bladgroenkorrels van de plant zuurstof en glucose uit water en kooldioxide uit de lucht. Planten, dieren en mensen maken deel uit van de koolstofkringloop en de zuurstofkringloop. Dit zijn voorbeelden van elementkringlopen.

Stikstof is voor iedere plant belangrijk: het bevat belangrijke eiwitten, de basisbouwstenen van het leven. De atmosfeer bestaat voor 80% uit stikstofgas.  Planten kunnen dit niet uit de lucht opnemen, dus krijgen ze het via de bacteriën in de bodem. Bacteriën nemen stikstofgas op en zetten het om in ammoniak of nitraat, en stikstof heeft dus een kringloop, de stikstofkringloop.

Methodes om de voedselproductie 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 is dat het overschot met regenwater in het grondwater terecht komt.

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 van de politiek (arm of rijk) of wetenschappelijke en technische ontwikkelingen écht bijdragen aan een betere samenleving.

Uit onderzoek weten we dat de oeratmosfeer bijna geen zuurstof bevatte en dat de eerste levensvormen zonder zuurstof leefden. Via fotosynthese maakten ze zuurstof, ze waren erg succesvol en vermenigvuldigden zich. Daardoor steeg de productie meer dan dat er opname was. Ongeveer 350 miljoen jaar geleden ontstond er een evenwicht tussen de productie van zuurstof door planten en de opname ervan door dieren.
De atmosfeer is ook belangrijk als schild tegen de stroom van ruimtepuin, evenals röntgen-, gamma- en ultraviollete (uv) straling. De ozonlaag is bij schadelijke stoffen tegenhouden erg belangrijk. Ook zorgt dat atmosfeer ervoor om de warmte vast te houden. Zonder dit natuurlijke broeikaseffect zou de gem temperatuur op aarde -18˚C zijn. Er is ook een versterkt broeikaseffect: de mensen verhogen de concentraties van broeikasgassen in de atmosfeer en versterken het natuurlijke broeikaseffect.
De aarde lijkt een regelsysteem te hebben met de temperatuurverschillen, dit wordt gevormd door de atmosfeer (, de zon) en de oceanen. Stromingen in de atmosfeer verdelen (net als bij de mens de bloedsomloop) de warmte. Denk aan de aarde, een ronde vlakte waar de zonnestralen loodrecht op vallen.Bij de evenaar hoeft een bundel lichtstralen maar een beperkte oppervlakte warm te maken, terwijl het bij de polen veel meer oppervlakte moet verwarmen. Hierdoor is er verschil in temperatuur.
Oceanen slaan warmte op en laten het na een tijd weer vrij, het heeft een matige invloed op temperatuurverschillen op aarde. Eind vorige eeuw is geprobeerd een schaalmodel van de biosfeer te maken, een enorme kas met allerlei klimaten en dieren. Twee jaar lang probeerden acht vrijwilligers in evenwicht te leven met deze minibiosfeer. Dit mislukte omdat de echte biosfeer niet goed genoeg kon worden nagebootst. Biosfeer is het deel waar leven plaats vindt; het onderste gedeelte van de atmosfeer, de bovenste kilomters van de aardkost en het water op aarde. Dit is een gesloten systeem, afgezien van het opnemen van zonnestraling en het uitstralen van warmte. In de biosfeer worden stoffen,elementen en energie via kringlopen getransporteerd, en zijn er buffers: opslagplaatsen voor stoffen, zoals een plant die koolstof vasthoudt. De mens is een bron; die geeft koolstof af via hun adem.

De laatste honderd jaar lijkt de gemiddelde temperatuur op aarde te stijgen. Klimaatverandering is een langzaam proces, dus om een goed beeld te krijgen van eventuele veranderingen moet je heel ver terug in de tijd, dit is echter moeilijk omdat men pas in de 17^e eeuw is begonnen met het bijhouden van de temperatuur. Door verschillende klimaatbronnen is men erachter gekomen dat langere kouden perioden - ijstijden - en warmere perioden elkaar afwisselen. Klimaatverandering is dus een natuurlijk verschijnsel.

In een klimaatmodel leg je het verband tussen de verschillende factoren die invloed hebben op het klimaat.

klimaatbron	toelichting	reikwijdte
weerverwachtingen	waarneming van temp en neerslag	tot 17e eeuw
historische bronnen	schilderijen, verslagen over droogte en oogstdata	tot 10e á 11e eeuw
jaarringen	temp en neerslag beïnvloeden dikte en huidstructuur van jaarringen	tot enkele duizende jaren geleden.
stijfmeel/pollen	stuifmeelkorrels in gesteente geeft info over klimatologische omstandigheden	tot ± 125000 jaar geleden
ijs	diep in de ijskappen in antartica en groenland zit oud ijs, de samenstelling geeft info over het klimaat tijdens het ontstaan.	tot ± 400000 jaar geleden
oceaansedimenten	bevatten fossiele schelpjes die over temp van het water vertellen	tot honderden miljoenen jaren geleden

Om een klimaatmodel te testen zijn plotselinge gebeurtenissen, zoals een heftige vulkaanuitbarsting, een goed aanknopingspunt. Het model moet de tijdelijke klimaatverandering na de uitbarsting goed kunnen nabootsen. Ook kun je het model testen door gegevens over het klimaat van het verleden in te voeren en het model te laten voorspellen hoe het klimaat zich ontwikkelt. Je kunt zien of het klopt aan de gegevens van die periode waarover die voorspelt (zoals: gegevens van 18^e eeuw, voor 19^e eeuw. We hebben de gegevens van de 19^e eeuw, dus we kunnen testen).

Weer en klimaat zijn niet hetzelfde. Weer kan in korte tijd enorm variëren, terwijl klimaat er juist een lange tijd over doet om een kleine verandering te ondergaan. Dit komt oa doordat bij het klimaat de oceanen een grotere rol spelen.

Negatieve terugkoppeling: Deze heeft een stabiliserend effect. ‘Bij ongeveer 30 graden is de verdamping op de zee zó sterk dat het de zon niet lukt het water verder op te warmen’.
Positieve terugkoppeling: De effecten versterken elkaar, ze werken destabiliserend. ‘Als de temperatuur stijgt, smelt er meer sneeuw en ijs. Hierdoor kaatst de aarde minder zonnestraling terug. Dat zorgt weer voor een verdere temperatuurstijging, waardoor de hoeveelheid sneeuw en ijs nog verder afnemen’.

Onderzoekers proberen na te gaan waar de voorspelbaarheidshorizon van het klimaatsysteem ligt. Er zijn twee soorten voorspellingen. De eerste richt zich op de natuurlijke ontwikkeling van de atmosfeer en deze voorspellingen hebben een zeer beperkte reikwijdte, zoals weersvoorspellingen.
Bij een tweede soort gaat het om het voorspellen van de effecten van veranderingen in klimaatfactoren, zoals een toename van broeikasgassen of de groei van de wereldbevolking.
Er kan echter nog veel verbeterd worden. Met name over de wisselwerking tussen oceaan en atmosfeer en over het proces van wolkenvorming is nog relatief weinig bekend. Ook hier levert meer kennis complexere modellen op.

Nederland: 16.4 miljoen inwoners op 41000 km², het is een van de dichtstbevolkte landen ter wereld. Het centraal bureau voor statistiek (CBS) denkt dat de kans bestaat dat over enkele decennia de bevolkingsgroei tot stilstand komt, of zelfs overgaat in bevolkingsafname!
De wereldbevolking groeit jaarlijks met 1.5%. Dat is een toename van ongeveer 100 miljoen mensen per jaar, er zijn er op dit moment iets meer dan 6 miljard. De bevolking zal de komende jaren wel blijven groeien en dat neemt belangrijke gevolgen met zich mee. Daarom is het belangrijk om nu al een goed beeld te hebben over de toekomstige grootte en samenstelling van de bevolking, waarvoor we modellen opstellen. Hierbij gebruiken we begrippen zoals exponentiële groei, lineaire groei en een variabele hebben. Voorspellende modellen hebben een beperkte betrouwbaarheid, omdat het steeds onnauwkeuriger wordt naarmate de tijd langer wordt. Dit komt deels door grote invloeden van politieke en economische ontwikkelingen, die lastig te voorspellen zijn.

Volgens de econoom Malthus kwam er een grote hongersnoodramp in 1798. Hij voorzag problemen omdat de bevolkingsgroei exponentieel zou zijn, terwijl die van de voedselproductie lineair is.

De ‘club van Rome’ voorspelde in 1972 op basis van modelberekeningen dat:
- de groeiende wereldbevolking een steeds hogere voedselproductie vereist;
- natuurlijke hulpbronnen als olie en gas snel uitgeput raken;
- industrialisatie voor verdergaande milieuvervuiling zorgt.

Deze voorspellingen kwamen gelukkig niet uit, omdat in het model geen rekening werd gehouden met technologische en sociale ontwikkelingen. Er werd na 1972 meer olie en andere energiebronnen opgespoord dan verwacht en er werd meer gedaan aan het bestrijden van milieuvervuiling. Ook begonnen op dat moment veel landen voorbehoedsmiddelen te gebruiken, waardoor de bevolking minder snel steeg. Dit had de 18^e-eeuwse Britse econoom Malthus niet voorspelt.
Wetenschappers proberen steeds meer inzicht te krijgen in de effecten van voedselpolitiek, de beschikbaarheid van schoon drinkwater, inkomens-ontwikkelingen en de kosten voor de gezondheidszorg.  Ook psychologische factoren worden onderzocht, zoals het vertrouwen dat mensen in de toekomst hebben. Deze factoren kun je niet voorspellen, maar wel samenvatten in verschillende toekomstbeelden of toekomstscenario’s.
Doordat je dus verschillende beelden ergens over hebt, kun je verschillende uitkomsten hebben, die je allemaal kunt laten berekenen door een model. Onderzoekers van het CBS (centrale bureau voor statistiek) publiceerden de uitkomsten van modelberekeningen aan de hand van vier scenario’s. Alle vier de scenario’s beschrijven de ontwikkelingen in het verleden correct. Met het verstrijken van de tijk kun je bepalen volgens welk scenario de Nederlandse bevolking zich echt lijkt te ontwikkelen.

Lees de verdieping ook door op de bladzijden 52 en 53.

Hoofdstuk 6

We hebben de verantwoordelijkheid om ervoor te zorgen dat onze planeet voor toekomstige generaties leefbaar is. Maar ook moeten we in onze eigen behoeften kunnen voorzien. Dit zijn twee uitgangspunten van duurzame ontwikkeling. Het begrip gaat al een tijdje mee, de Club van Rome gebruikte het in de jaren 70 voor productieprocessen die het milieu niet belasten en grondstoffen niet uit te putten.
In 1987 schreef de Noorse oud-premier Gro Harlem Brundtland in het VN-rapport ‘Our common future’ : ‘Een duurzame ontwikkeling bevredigt de vraag van deze tijd, zonder de mogelijkheid van toekomstige generaties aan te tasten.’ Dit rapport diende als basis voor de eerste VN-conferentie over milieu en ontwikkeling in Rio de Janeiro (1992). Het doel van deze en de opvolgende conferenties is om internationale afspraken te maken over duurzame ontwikkeling. Dit is echter lastig, omdat je landen moeilijk aan hun afspraken kunt houden.

Technologische en Maatschappelijke vernieuwingen en veranderingen kunnen leiden tot een duurzamere samenleving. Zo’n structurele verandering in de maatschappij noem je een transitie. De wereld heeft er al een paar gehad, zoals de industriële revolutie rond 1800.
Bij het realiseren van een duurzame samenleving spelen de overheid, het bedrijfsleven, universiteiten en onderzoeksinstituten een rol. Maar ook de burgers spelen een rol.

Om te bepalen wat de invloed van een bepaald product is op het milieu moet je breed kijken en alle factoren meenemen. Een moeilijke klus, maar gelukkig zijn er allerlei instrumenten ontwikkeld die hierbij helpen.
Een voorbeeld is de Levens Cyclus Analyse (LCA), waarbij de gehele levenscyclus van een product in kaart wordt gebracht. Van het gebruiken van grondstoffen en de hoeveelheid energie die de productie kost tot en met eventueel hergebruik en de uiteindelijke verwerking van een product als afval; de complete keten speelt een rol. Een LCV bestaat uit verschillende stappen. Een belangrijke stap is het inventariseren van alle grondstoffen die gebruikt worden en alle (schadelijke) stoffen die tijdens de levenscyclus van het product weer vrijkomen. Een andere belangrijke stap betreft het ‘assessement’ oftewel het beoordelen van deze gegevens.
Het uiteindelijk resultaat van een LCA is een soort scorelijst van mileiueffecten, het milieuprofiel. Dit wordt gebruikt om te beoordelen of producten het ‘milieukeur’ verdienen. Ook kan het handig zijn om producten met elkaar te vergelijken, maar ook om te zien welke effecten het grootst zijn bij een bepaald product. Bedrijven gebruiken dit dan weer om hun productieproces aan te passen, om die effecten te verkleinen. Maar ook in reclames gebruiken bedrijven de ketenanalyse om hun product aan te prijzen.
De beste manier om schadelijke milieueffecten van een product te voorkomen/ te beperken, is natuurlijk door bij het ontwerp van het product hier al rekening mee te houden. De laatste jaren is het ‘Cradle to Cradle’-principe* sterk in opkomst als het gaat om duurzaam ontwerpen. Gesloten kringlopen staan hierbij centraal onder het motto ‘afval = voedsel’. Een ander voorbeeld is de 3R-strategie: Reduce, Re-use, Recycle. Het legt de nadruk op slim gebruik van grondstoffen zodat er zoveel mogelijk hergebruik van het afval.
* De kern van Cradle to Cradle (C2C) ligt in het concept; afval is voedsel. Alle gebruikte materialen zouden na hun leven in het ene product, nuttig kunnen worden ingezet in een ander product. Hierbij zou geen kwaliteitsverlies mogen zijn en alle restproducten moeten hergebruikt kunnen worden of milieuneutraal zijn. Deze kringloop is dan compleet, en afval is voedsel. Hierdoor beperken we de volgende generaties niet alleen, maar maken we ook verdere mogelijkheden waarvan ze gebruik kunnen maken.

De drie basisregels van C2C zijn:
- afval = voedsel
- zon is de energiebron
- respect voor diversiteit

Het productieproces begint bij het bewerken en verwerken van ruwe materialen, de grondstoffen. Grondstoffen worden gewonnen uit natuurlijke hulpbronnen en dan vooral uit de bodem. Ideaal, wat je nodig hebt haal je gewoon uit de natuur. Maar inmiddels kennen we ook een keerzijde hiervan. Door de winning van grondstoffen raken de hulpbronnen uitgeput. Ook zorgt de winning voor ernstige verstoring van het gebied waar de grondstof zich in bevindt en kan de aanwezigheid van waardevolle grondstoffen leiden tot oorlogen. Het is daarom belangrijk dat we zo zuinig zijn als mogelijk is. Dit kan op verschillende manieren. Je kunt het productieproces aanpassen zodat je minder grondstoffen nodig hebt. Ook kun je proberen alternatieven te vinden die de natuurlijke hulpbronnen minder belasten. Door ervoor te zorgen dat hergebruik van producten of recycling van de gebruikte materialen mogelijk is, slaan we twee vliegen in één klap. Minder druk op de natuurlijke hulpbronnen én minder afval dat verbrand of gestort moet worden. Hoe meer gesloten de kringloop is, hoe beter. Verpakkingen zijn een logisch startpunt als het gaat om duurzame producten. Ze consumeren grondstoffen en leveren veel afval. Inmiddels wordt meer dan 80% van blikjes gerecycled.  

De ozonlaag speelt een belangrijke rol in het tegenhouden van schadelijke uv-straling van de zon. Hoewel de hoeveelheid ozon in deze laag varieert, afhankelijk van de tijd van het jaar en de locatie boven de aarde, werd in de jaren ’70 duidelijk dat er meer aan de hand is dan natuurlijke variatie.
Wetenschappers ontdekten dat chloor-fluor-koolwaterstoffen (cfk’s) de belangrijkste veroorzakers van het gat in de ozonlaag zijn. Dit zijn synthetisch geproduceerde gassen die worden gebruikt in koelkasten en voor het maken van piepschuim. Omdat cfk’s wereldwijd een grote bedreiging vormen, spraken veel westerse landen in 1987 af de uitstoot van deze schadelijke gassen te verminderen. Deze afspraak is vastgelegd in het Protocol van Montreal. Het besluit betekende dat bedrijven op zoek moesten naar alternatieven en die zijn inmiddels ook ontwikkeld.
Om vast te stellen of de maatregelen echt zullen helpen om het gat te herstellen, heeft de Nederlandse Nobelprijswinnaar Paul Crutzen een voorspellend model opgesteld. Hieruit blijkt dat het stoppen van de productie cfk’s een gunstig effect heeft op het herstel van de ozonlaag. Toch zal deze niet voor 2060 hersteld zijn. Dat komt omdat de cfk-gassen vanaf het aardoppervlak maar heel langzaam naar de ozonlaag toe bewegen, het gas dat dus onderweg is zal eerst nog voor méér ozonafbraak zorgen.
De mate waarin landen en bedrijven zich aan de internationale afspraken houden, is van doorslaggevend belang. Afwijken van deze afspraken vormt de belangrijkste bedreiging.
Recente satellietmetingen laten zien dat het de goede kant opgaat met de ozonlaag, maar we zijn er nog lang niet. Schadleijke stoffen gebruiken kan jarenlang tot problemen leiden, en het biljft lastig om de effecten van stoffen op lange termijn te voorspellen. Bijna altijd wordt pas duidelijk dat een stof schadelijk is als de problemen zich voordoen.

Voor het opwekken van energie gebruiken we voor het grootste deel fossiele brandstoffen, zoals aardolie, aardgas en kolen. Dit leidt tot problemen, want deze natuurlijke brandstofbronnen raken uitgeput. Evenals zorgt de verbranding van de brandstoffen voor toename van de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer. Dit heeft weer gevolgen voor de temperatuur en het klimaat op aarde. Bijna iedereen is het erover eens dat we op zoek moeten gaan naar duurzame energiebronnen. Bronnen die niet opraken, geen of veel mindere milieuschade veroorzaken en bij voorkeur ook goedkoper te verkrijgen en te hergebruiken zijn.

Duurzaam opgewekte elektriciteit kun je ook gebruiken om waterstof te produceren. Waterstof ontstaat als er elektrische stroom door het (zee)water loopt. Het ontstane waterstof kun je toevoeren aan een brandstofcel. Daarin reageert waterstof met zuurstof en wordt rechtstreeks elektrische stroom opgewekt voor bijvoorbeeld een elektromotor. Als bijproduct ontstaat alleen water, wat hergebruikt kan worden voor waterstof. Dit is dus een duurzame kringloop.
Of waterstof als energiebron een succes wordt, ligt aan een aantal factoren. Zo is de opslag en het transport van waterstof nog een probleem. Ook bij de brandstofcellen moet nog veel werk gebeuren, willen deze echt efficiënt, veilig, betaalbaar en praktisch gebruikt worden. Ook is het maar de vraag of alle bedrijven de motoren en hun tankstations willen ombouwen zodat het mogelijk is om het uit te voeren. Een belangrijk punt van kritiek op waterstof als energiebron is dat productie, opslag en transport van waterstof óók (duurzame) energie kost.

-De zon lijkt de duurzaamste energiebron te zijn. Iedere dag vallen er meer zonne-energie op aarde dan we gebruiken.
Voordeel: duurzame energiebron die er ook nog in de toekomst is.
Nadeel: Zonnecellen zijn te duur en minder efficiënt op dit moment.
-De wind is net als de zon een energiebron. In windmolens worden de draaiende beweging van de dynamo omgezet in energie.
Voordeel: Duurzame energie bron die er ook nog in de toekomst is.
Nadeel: wind is niet constant, soms niet hard genoeg om voldoende energie op te wekken.

-In geothermische centrales drijft de stroom van heet warmte uit de grond een turbine in. Ze komen vooral voor in vulkanische gebieden.
Voordeel: Vulkanische gebieden worden zo nog goed gebruikt, er vergaat geen energie.
Nadeel: Is niet wereldwijd toepasbaar als duurzame energiebron, alleen bij bepaalde gebieden.
-Organisch materiaal kan op verschillende manieren ingezet worden als energiebron. Uit planten kun je via fermentatie bio-ethanol (alcohol) maken. Plantaardige olie kan als brandstof bijgemengd worden bij normale benzine. Tuinafval kan worden omgezet in biogas à Dit is biomassa.
Voordeel: goede bestemming voor afvalstromen + je kunt de grondstoffen steeds opnieuw kweken.
Nadeel: de teelt van grondstoffen vergt extra landbouwgrond + concurreert met productie van
                  voedingsgewassen.
-Water kan gebruikt worden om turbines aan te drijven die elektriciteit opwekken.
Voordeel: duurzame energiebron die overal ter wereld gebruikt kan worden.
Nadeel: Het verliest terrein door stuwdammen en -meren, ook is het voor armere landen te duur.

In kerncentrales worden atoomkernen gesplitst waarbij veel energie vrijkomt. Maar er is nog een manier om energie uit atoomkernen vrij te maken: kernfusie. Kernfusie is een duurzame energiebron. De voornaamste bron van de benodigde waterstof is namelijk onuitputtelijk: zeewater.
Zonne-energie is eigenlijk kernenergie. In de zon is de temperatuur ongeveer 15 miljoen graden en de druk is enorm hoog. Hierdoor kunnen kernen van waterstofatomen samensmelten (fuseren) tot heliumatomen. Per seconde zet de zon 600 miljard kilo waterstof om. Hierbij komen enorme hoeveelheden energie vrij in de vorm van warmte en straling. Dit is kernfusie.
Kernfusie lijkt dus vrij veilig, er komt nauwelijks radioactief afval vrij en je kunt de grondstoffen niet gebruiken om wapens te maken. Er is enkel een groot probleem: Het is nog niet gelukt een fusiereactor te maken die de omstandigheden van de zon nabootst.
In 2009 is er begonnen met de bouw van grootschalige kernfusie faciliteiten in Cadarache in het zuiden van Frankrijk die in 2018 gereed moeten zijn. Dit wetenschappelijk project (ITER) heeft tot doel te laten zien dat commerciële productie van energie via kernfusie haalbaar is. ITER moet er voorzorgen dat de kernfusie tien keer zoveel energie levert als dat de productie ervan kost. Het project kost naar schatting 10 miljard en wordt betaald door de zeven partners: China, Europese-Unie, India, Japan, Rusland, Verenigde staten en Zuid-Korea. Ook als het ITER project slaagt, zal het nog tientallen jaren duren voordat kernfusie op grote schaal ingezet kan worden.

De gevolgen van de toegenomen mobiliteit zijn dagelijks te zien: lange files. Er wordt gewerkt aan meer wegen, extra rijstroken, spitsstroken, hogere belasting etc. Maar het heeft nog geen nut.
Naast vertraging, ergernis en economische schade door de files leidt de stijging van de mobiliteit (ook van het vliegverkeer) bovendien tot meer gebruik van fossiele brandstoffen en meer uitstoot van broeikasgaassen, roet en fijnstof. Dankzij diverse overheidsmaatregelen is de uitstoot al een stuk ‘schoner’geworden. De verplichte invoering van een katalysator heeft ervoor gezorgd dat uitlaatgassen nog nauwelijks schadelijk gassen bevatten.
Een probleem dat nog niet opgeslost is, is de uitstoot van kooldioxide. In Nederland zorgt het werkverkeer voor bijna 20% van de totale uitstoot van dit broeikasgas. De helft van het binnenlandse aardolieverbruik gaat op aan het gemotoriseerde verkeer.
Nieuwe wijken kosten ruimte, materiaal, energie en water. Daarom is bij het ontwerpen en bouwen van wijken en woningen duurzaamheid een belangrijke rol. Ook wooneisen veranderen met de tijd, als een huis meegroeit met de nieuwe eisen, hoeft er minder gesloopt, gebouwd en verhuisd te worden.

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 van het radioactief afval wordt hergebruikt, de 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

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