Thema 6 Mens en milieu

• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

De relatie mens en milieu

Leerdoelen:

• kunnen uitleggen wat ecosysteemdiensten zijn
• kunnen uitleggen hoe belangrijk biodiversiteit is
• kunnen uitleggen wat de gevolgen van milieuproblemen zijn

Ecosysteemdiensten

Verstoring van het milieu

• stoffen worden toegevoegd aan het milieu die leiden tot vervuiling
• stoffen worden onttrokken aan het milieu waardoor het milieu uitgeput wordt
• menselijk handelen verandert het milieu waardoor het aangetast wordt. Aantasting aanpakken: duurzaamheid

Belangrijke oorzaken

• Bevolkingstoename. Dit wordt de bevolkingsdruk genoemd.
• Wegwerpmaatschappij: veel grondstoffen nodig.
• Gebruik van machines: uitputting van de grond.
• Veel eten nodig, landbouwbedrijven worden steeds groter: leefgebied van dieren aantast, uitstervingsrisico.
• Meer mensen: meer huizen gebouwd en meer transport. 

Bas 2 Kringlopen

Leerdoelen:

• de koolstofkringloop beschrijven en gebruiken
• de stikstofkringloop beschrijven en gebruiken
• het belang van stikstofbindende bacteriën uitleggen

Koolstofkringloop

Opdeling in twee verschillende groepen organismen: autotrofe organismen en heterotrofe organismen.

Autotrofe organismen kunnen uit anorganische stoffen organische stoffen maken. Hierbij maken ze gebruik van chloroplasten en lichtenergie.

Heterotrofe organismen: organische stoffen uit andere organische stoffen. Voor de organische stoffen zijn zij afhankelijk van autotrofe organismen.

Dode resten en andere afvalproducten van organismen heet detritus of afval. Dit wordt afgebroken door dierlijke afvaleters en reducenten tot CO₂, dat weer door autotrofe organismen opgenomen kan worden.

koolstofkringloop

Stikstofkringloop

Organisch gebonden stikstof komt vooral voor in eiwit, nucleotiden en nucleïnezuren. Stikstof komt ook voor in afvalproducten als ureum.

Producenten nemen stikstof op via NO₃^- of NH₄⁺. Stikstoffixerende bacteriën kunnen N₂ uit de lucht omzetten in bruikbare stikstof voor planten. Dit kan alleen anaeroob. Vandaar dat deze bacteriën in symbiose leven met planten. 

Consumenten halen stikstof alleen uit plantaardige eiwitten.

Reducenten zetten via ammonificatie stikstofhoudende verbindingen om in NH₃. De ammoniak (NH₃) wordt door nitrificerende bacteriën omgezet in nitriet en vervolgens in nitraat.

Bij denitrificatie wordt nitraat door bacteriën omgezet in stikstofgas. 

Bij groenbemesting wordt klaver op stikstofarme grond geteeld, waarna deze omgeploegd wordt. Klaver leeft in symbiose met stikstofbindende bacteriën, waardoor extra stikstof in de bodem komt. Door om te ploegen, blijft de stikstof beschikbaar voor nieuwe planten. Als planten geoogst worden, wordt de stikstof die als eiwitten aanwezig zijn in de plant onttrokken aan de bodem. De kringloop wordt onderbroken.

Bij fotochemische stikstofbinding reageert N₂ met ozon (O₃) tot nitraat, die zo beschikbaar komt voor planten.

www.npostart.nl

Bas 3 Voedselproductie

Leerdoelen:

• Uitleggen hoe landbouwopbrengst verhoogd kan worden 
  
• Voor- en nadelen van de verschillende vormen van bestrijding kennen 
  
• Oorzaken en gevolgen van eutrofiëring kennen
  

Abiotische omstandigheden die geregeld worden:  bodembewerking, bescherming tegen ziekten en plagen en voedingsstoffen in de bodem.

Voedingsstoffen verdwijnen doordat 

-1- gewassen van het land weggehaald worden

-2- door regen op een kale bodem mineralen uitspoelen naar diepere lagen.

Oplossing: bemesten; kunstmest (NO3 of PO4) of stalmest.

Stalmest wordt door reducenten afgebroken, zodat de mineralen beschikbaar komen voor de planten.

Effeciënte landbouwmethoden verbouwen in monocultuur: op een grote oppervlakte staat één soort gewas.  Als geen natuurlijke vijand aanwezig is, kan een plaag ontstaan.

Een plaag door: -1- veel voedsel

-2- geen natuurlijke vijand

Bestrijding van plagen

• mechanisch: het vangen of wegjagen van dieren. Door gewenning wordt dit minder effectief.
• chemische bestrijding: pesticiden. Deze zijn erg effectief, maar zijn niet soort-specifiek, waardoor ook nuttige dieren overlijden.  

Een ander nadeel is dat organismen resistent kunnen worden.

Pesticiden zijn ook persistent: ze worden niet of nauwelijks langs natuurlijke weg afgebroken. Mede daardoor wordt het geconcentreerd in de voedselketen: er treedt accumulatie op.

afvoer van pesticiden

Pesticiden komen deels in het oppervlaktewater terecht. Een ander deel komt in het grondwater en zodoende in ons drinkwater.

Biologische bestrijding

• introduceren natuurlijke vijand, predator of paraciet
• gebruik maken van lokstoffen (feromonen) om in een val te lokken of juist weg te houden

Voordeel: soortspecifiek, geen accumulatie, geen resistentie.

Nadeel: de natuurlijke vijand verplaatst zich

Methoden voor verbetering van organismen

• veredelen of fokken: nakomelingen met de meest gunstige eigenschappen worden geselecteerd om verder te kruisen. Hierdoor worden de meest gunstige eigenschappen in de nakomelingen gekregen.
• recombinant DNA technieken: DNA wordt ingebracht, eventueel van een ander soort, om de gewenste eigenschappen te krijgen, bijv resistentie bij planten.

Bij dieren wordt kunstmatige inseminatie toegepast om goede eigenschappen door te geven of IVF, waarbij veel draagkoeien gebruikt worden om veel nakomelingen van een goede stier en een goede koe tegelijkertijd te krijgen.

Biologische landbouw

Door in een cyclus verschillende gewassen te verbouwen, wordt uitputting van de bodem voorkomen en is er een kleinere kans op een plaag.

Dieren krijgen voldoende ruimte, biologisch geteeld voer zonder standaard antibiotica.

Water

Het water op aarde is aanwezig als oppervlaktewater of als grondwater. Oppervlakte water is naast rivieren en sloten ook de bovenste laag van zeeën en oceanen.

Vervuiling van oppervlaktewater komt via natuurlijke weg: dode resten van planten en dieren. Reducenten zetten dit om in anorganische stoffen. Dit is het zelfreinigende vermogen van water.

Waterbloei

• Door overbemesting door landbouw. 
• Stalmest of kunstmest. 
• Door regen vervoer naar oppervlaktewater
• Afbraak naar anorganische stoffen, die hierdoor teveel aanwezig zijn. 
• Met name fosfaat en nitraat. Dit heet eutrofiëring.
• Gevolg: extra groei van algen en eendenkroos: water groen.
  

Bas 4 Vervuiling en oplossingen

Leerdoelen:

• belang van het broeikaseffect kennen, probleem van het versterkte broeikaseffect kennen
• de belangrijkste broeikasgassen kennen
• gevolgen en oplossingen van het versterkte broeikaseffect kunnen noemen

Vervuiling en oplossingen

Veel problemen ontstaan door uitstoot van gassen in de lucht. Dit wordt emissie genoemd. 

broeikaseffect

het versterkte broeikaseffect

• Door extra uitstoot van broeikasgassen, wordt extra warmte tegengehouden, waardoor de temperatuur op aarde extra stijgt.
  
• Broeikasgassen zijn met name koolstofdioxide, waterdamp en methaan (CH₄).
  
• Vooral het CO₂ gehalte stijgt fors in de atmosfeer
  

Oplossingen

• Alternatieve energiebronnen zorgen niet voor extra CO₂ uitstoot.
• De fossiele brandstoffen zijn gedurende zeer lange tijd in de grond gekomen en opgeslagen en worden nu in zeer korte tijd opgestookt: langzame of lange koolstofcyclus 
  

Lesplan

• oefenen examenopgaven mens en milieu
• nakijken
• vragen stellen over de stof