पर्यावरण म्हणजे काय रे भाऊ?

पृथ्वी – उत्पत्ती, जीवसृष्टी
आपल्या ग्रहमालेतील तिसरा आणि आजवर असा एकमेव ग्रह ज्यावर जीवन अस्तित्वात आहे. पृथ्वीचे अंदाजे वय ४.५ बिलियन वर्षे आहे. जर पृथ्वीच्या उत्पत्तीपासून आजवरचा काळ २४ तास धरला तर साधारणतः १६ तासांपूर्वी पृथ्वीवर सो कॉल्ड जीवन (primitive life) निर्माण झाले आणि माणसाचे अस्तित्व हे दोन मिनिटाहून कमी काळ आहे! पृथ्वीवर जीवसृष्टी निर्माण होण्याची अनेक कारणे आहेत. पैकी महत्वाची दोन कारणे म्हणजे पृथ्वीभोवती असलेले वातावरण (ज्यामुळे सूर्याची हानिकारक किरणे परावर्तित केली जातात) आणि पृथ्वीवर असलेले पाणी (ज्याशिवाय आपल्याला माहिती असलेली जीवसृष्टी अशक्य आहे). आपण ज्या हवेत श्वासोच्छवास घेतो त्या हवेत ७८% नायट्रोजन, २१% प्राणवायू (ऑक्सिजन) आणि १% उरलेले सर्व वायू आहेत. त्या तीन टक्क्यांमध्ये सुमारे ०.०४% कार्बनडायऑक्साईड आहे. पृथ्वीचा ७०% पृष्ठभाग पाण्याने तर उरलेला ३०% पृष्ठभाग जमिनीने व्यापलेला आहे. त्या ७०% पाण्यापैकी सुमारे ९७% पाणी हे महासागराच्या रुपात खाऱ्या पाण्याच्या रुपात आहे. उरलेले ३% पाणी गोडे पाणी आहे. मात्र त्यातील सुमारे ९०% गोडे पाणी हे दोन्ही धृवांवर आणि इतरत्र हिमनद्या आणि बर्फाच्या स्वरूपांत गोठलेले आहे. म्हणजेच पृथ्वीवरील एकूण पाण्यापैकी केवळ ०.३% पाणी हे वापरण्यायोग्य अशा द्रव स्वरूपांत उपलब्ध आहे.
पृथ्वी ही एक closed system आहे. सूर्याच्या प्रकाशाशिवाय पृथ्वीवर बाहेरून काही येत नाही आणि पृथ्वीच्या बाहेर काही जात नाही (उल्का, मानवनिर्मित याने वगैरे सन्माननीय अपवाद सोडून द्या!). अर्थात इथे उपलब्ध सर्व गोष्टी (सुर्याप्रकाशासकट) मर्यादित आहेत आणि एका मोठ्या जीवनचक्राचा भाग आहेत. सूर्यप्रकाशाच्या उर्जेचे रासायनिक उर्जेत रुपांतर करणारे जीव (झाडे/ समुद्रातील phytoplanktons) हे ह्या ग्रहावरील बहुतांश सर्व उर्जेचा प्रत्यक्ष/अप्रत्यक्ष स्रोत आहेत. त्यांच्यावर जगणारे इतर सर्व जीव हे ह्या चक्राचा दुसरा अविभाज्य घटक आहेत. ह्या चक्राचा तिसरा अविभाज्य घटक म्हणजे elements (मूलद्रव्ये). ही ह्या जीवनचक्रात recycle होत राहतात. आपल्यापैकी काहींना कदाचित शाळेत शिकलेली water cycle, carbon cycle, nitrogen cycle इ. आठवत असतील. थोडक्यात उत्पत्ती-स्थिती-लय हे पृथ्वीवरील जीवनचक्राचे सूत्र आहे.

परिसंस्था (Ecosystem)/ अन्न साखळी (food chain-web-pyramid)
पृथ्वीवरील जीवसृष्टीच्या लाखो वर्षांच्या उत्क्रांतीच्या काळात अनेक प्रजाती निर्माण झाल्या आहेत (बऱ्याच नष्टही झाल्या आहेत) ज्या एकमेकांवर अवलंबून आहेत. पृथ्वीच्या विविध भौगोलिक परिस्थितीअनुरूप अनेक परिसंस्था अस्तित्वात आहेत. अर्थात ह्या सर्व परिसंस्थांची मिळून जी सगळ्यात मोठी परिसंस्था अस्तित्वात आहे ती म्हणजे पृथ्वी! ह्या परीसंस्थेचे मजेशीर उदाहरण द्यायचे झाले तर ते म्हणजे माणूस! जर एकटे असताना स्वतःला आरशात निरखताना तुम्ही स्वतःला एकटा जीव सदाशिव समजत असाल तर तो तुमचा मोठा गैरसमज आहे एका सुदृढ माणसाच्या शरीरात जेवढ्या पेशी असतात (37.2 trillion) त्याच्या दसपट विविध प्रकारचे सूक्ष्मजीव त्याच्या शरीरावर आणि शरीरात असतात. It is termed as human microbiota. ही एक mutual/commensal relationship आहे ज्याचे फायदे माणूस आणि सूक्ष्मजीव दोघांना मिळतात. एका परीसंस्थेमध्ये mutual/commensal, predatory, parasitic अशा अनेक नात्यांनी एकमेकांवर अवलंबून असलेले जीव असतात. ज्यातून अत्यंत गुंतागुंतीचे food web तयार होते. जीवो जीवस्य जीवनमं ह्या न्यायाने हेच जीव एकमेकांचे अन्न बनतात. उदा. गवताळ भागात असलेल्या एका परिसंस्थेत गवत खाऊन जगणारे शाकाहारी प्राणी पक्षी असतात, ज्यांच्यावर वाघ सिंह ह्यासारखे मांसाहारी प्राणी जगतात, मेलेल्या प्राण्यांना खाणारे गिधाडे, तरस ह्यांसारखे scavengers असतात आणि ह्या सगळ्या गोष्टींना (पाने/फळे/मृत प्राणी) decompose करणारे सूक्ष्मजीव असतात. हे सूक्ष्मजीव जैविक पदार्थांचे संपूर्णपणे विघटन करून त्यातील मूलद्रव्ये recycle करतात जी पुन्हा गवताच्या वाढीसाठी उपयोगी पडतात. अशाप्रकारे जीवनचक्र पूर्ण होतेच पण मूलद्रव्यांचे चक्रही पूर्ण होते. गवताने प्रकाशसंश्लेषणाच्याद्वारे (photosynthesis) fix केलेला कार्बन हा फूड वेबमध्ये फिरून, विघटन होऊन पुन्हा कार्बन डाय ऑक्साईड म्हणून वातावरणात परत येतो. अशा विविध परिसंस्था पृथ्वीच्या वेगवेगळ्या भूभागांत/पाण्यात (वाळवंट, गवताळ प्रदेश, वर्षावने, temparate regions, समुद्र, तलाव, नद्या, खाडी इ.) कार्यरत आहेत. ह्या परिसंस्था कशा चालतात ह्याची संपूर्ण माहिती आपल्याला अजूनही नाहीए . मात्र ह्या परिसंस्था टिकण्यासाठी त्यातील सर्व जैविक (biotic – all species) आणि अजैविक (abiotic-climate, soil, temparature etc) घटक आवश्यक असतात. जेव्हा ह्यापैकी कोणत्याही घटकात बदल होतो वा कोणताही घटक नाहीसा होतो तेव्हा ती परिसंस्था हळूहळू कोलमडून पडते आणि नष्ट होते. It is not easy to state a complete example of a functional ecosystem in an area since it is a super-intricate and complex web of interactions which maintains a dynamic and delicate balance.

जैवविविधता (Biodiversity)/ उत्क्रांती (evoluton-adaption)/ niche/ monoculture
पृथ्वीवरील जीवसृष्टीमध्ये अफाट विविधता आहे. इथे अस्तित्वात असलेला प्रत्येक जीव (species) एका विशिष्ट प्रकारे जगण्यासाठी उत्क्रांत झाला आहे. तो ज्या परिसंस्थेत आढळतो ती त्याची niche समजली जाते. एका प्रजातीची निर्मिती (speciation) आणि उत्क्रांती (evolution, adaption) ह्या दोन्ही अत्यंत संथ प्रक्रिया आहेत. आज जे जीव आपल्याला ज्या अवस्थेत दिसतात (मनुष्यप्राण्यासकट) त्यांना त्या अवस्थेत पोहोचायला/उत्क्रांत व्हायला लाखों वर्षे लागली आहेत. अर्थात असे जगणे हा त्यांच्याकरता सर्वोत्कृष्ट पर्याय असल्याने (natural selection pressure) त्यांना ही अवस्था प्राप्त झाली आहे. उदा. माशांना, कल्ले, पक्षांना पंख, सापाला विषग्रंथी इ. जर ह्या प्रजातीच्या niche मध्ये बदल झाला तर त्या बदलाला सर्वच प्रजाती adapt होऊ शकणार नाहीत आणि त्या नष्ट होतील. उदा. एका विशिष्ट झाडाच्या फुलांवर बसून मध पिणाऱ्या मधमाश्या आणि ती झाडे ह्यांची मिळून एक niche तयार झालेली असते. उद्या जर ते झाड दुसऱ्या प्रदेशात लावले जिथे ह्या जातीच्या मधमाश्या नाहीत तर त्या झाडाचे pollination होऊ शकणार नाही. त्याचप्रमाणे जर त्या परिसरातून ही झाडे नष्ट झाली तर त्या मधमाशा जगू शकणार नाहीत. हे फार simplified उदाहरण आहे. प्रत्यक्ष निसर्गातील परिस्थिती ह्याहून अनेकपटीने गुंतागुंतीची असते. जेव्हा हजारो एकर जमिनीवर एकाच जातीचे/वाणाचे पीक घेतले जाते (monoculture) तेव्हा त्या परिसरातील जैवविविधता नष्ट होते. हीच गोष्ट lawn म्हणून लावण्यात येणाऱ्या एकाच जातीच्या गवतामुळे घडते.

Biodegradable Vs Xenobiotic, biomagnification

Biodegradable म्हणजेच असे पदार्थ जे निसर्गात संपूर्णपणे विघटन पावू शकतात. ह्याच्या विरुद्ध xenobiotic म्हणजे असे मानवनिर्मित पदार्थ ज्यांचे पृथ्वीवरील जैविक चक्राद्वारे संपूर्णतः विघटन होऊ शकत नाही. उदा. प्लास्टिक, DTT, अनेक रासायनिक संयुगेआणि concentrated heavy metals like mercury इत्यादी. या उलट पाने, फांद्या, मृत प्राणी किंवा लोखंड, कागद इ. गोष्टी ह्या सर्व गोष्टी biodegradable आहेत. ह्या सर्व गोष्टी नैसर्गिकरीत्या विघटीत होऊन recycle होतात. पण मग xenobiotic पदार्थांचे काय होते? तर त्यांचे biomagification होते. अन्न साखळी (Food chain) मधील प्रत्येक पायरीवरील प्राण्याच्या शरीरातून हे पदार्थ जसेच्या तसे पुढे जात राहतात. ह्या साखळीच्या शेवटच्या प्राण्यात त्यांचे प्रमाण सर्वाधिक आढळते. उदा. DDT (Dichloro Diphenyl Trichloroethane) च्या biomaginifcation मुळे अमेरिकेत कमी झालेली गरुडांची संख्या. ह्यातील वाईट गोष्ट अशी की माणूस हा ह्या अन्न साखळीतील बरेचदा शेवटचा दुवा असतो (माणसाला कोण खाणार?!!) आणि ह्या xenobiotic पदार्थांपैकी अनेक known carcinogens आहेत.

पाण्याचे प्रदूषण/ dissovled oxygen (DO)/ Biological/Chemical Oxygen Demand (BOD-COD)
पृथ्वीवर ७०% पाणी असले तरी त्यातील केवळ ०.३% पाणी हे वापरण्यायोग्य (गोड्या आणि द्रव) स्वरुपात आहे. पाण्याशिवाय कोणत्याही प्रकारचे जीवन जवळपास अशक्य आहे. त्यामुळे पाण्याचा मर्यादित आणि सुयोग्य वापर, आणि उपलब्ध पाण्याचे प्रदूषण होऊ न देणे हे फार आवश्यक आहे.
गोड्या पाण्याची शुद्धता तपासण्याचे अनेक निकष आहेत त्यापैकी तीन गोष्टींबद्दल मी लिहिते आहे.
Dissolved oxygen (DO): पाण्यात विरघळलेल्या प्राणवायूचे प्रमाण. कोणत्याही पाण्याच्या स्रोतात विविध मात्रेत ऑक्सिजन विरघळलेला असतो (सगळ्यात खालच्या थरात सगळ्यात कमी आणि वरच्या थरात सगळ्यात अधिक). हे प्रमाण जितके कमी तितके ते पाणी जीवन म्हणून अपात्र (इथे फक्त गोड्या पाण्याचा विचार करत आहोत, महासागरांत परिस्थिती वेगळी आहे), कारण पाण्यात जगणाऱ्या जीवांना प्राणवायू हा मुख्यत्वे पाण्यातूनच मिळत असतो.
BOD/COD – हे दोन parameters पाण्यातील DO कमी होण्याची कारणे स्पष्ट करतात. ह्या दोन्ही गोष्टी मोजण्याच्या प्रमाण पद्धती उपलब्ध आहेत आणि सर्रास वापरल्या जातात.
Biological Oxygen Demand (BOD): जर काही कारणाने पाण्यात नको असलेले जीव वाढू लागले, उदा. पाण्याच्या पृष्ठभागावर पाणवनस्पतींची अमर्याद वाढ किंवा पाण्याचे मलमूत्र/मानवी विष्ठा (ज्यात इ-कोलाय सारखे अनेक सूक्ष्मजीव असतात) आदी मुळे प्रदूषण, तर ते पाण्यातील ऑक्सिजन कमी करतात आणि पाण्याचा BOD index वाढतो.
Chemical Oxygen Demand (COD): जर पाण्यात अशी रासायनिक द्रव्ये मिसळत असतील ज्याने DO levels कमी होतात तर पाण्याचा COD index वाढतो.
जर एखाद्या नदीचा DO count शून्य असेल तर त्या नदीला मृत समजले जाते कारण त्या पाण्यात कोणतेही जीवन वाढू शकत नाही. अर्थात ते पाणी बरेचदा पिण्यायोग्य देखील राहत नाही. दुर्दैवाची गोष्ट अशी आहे की भारतातल्या अनेक नद्या (गंगा-यमुनेसकट) आजघडीला मृत झालेल्या आहेत.

जागतिक तापमानवाढ (Global warming)/ Green house gases/ carbon sink/ carbon footprint
पृथ्वीवरील हवेचे प्रदूषण हे अनेक कारणांमुळे घातक आहे. त्यातील दोन महत्वाची कारणे अशी.
१. ओझोन चा थर नष्ट होणे: ओझोन (O3) हा प्राणवायूचा एक फॉर्म आहे. ह्या ओझोनच्या थरामुळे सूर्याकडून येणारे अतिनील प्रकाशकिरण (ultravoilet/UV rays) पृथ्वीच्या पृष्ठभागापर्यंत पोहोचू शकत नाहीत. ह्या अतिनील किरणांमध्ये खूप जास्ती उर्जा/उष्णता असते. It is also a known carcinogen. मानवनिर्मित काही रसायने (CFCs, HCFCs, freons etc) ही ओझोनचा थर नष्ट करत आहेत. त्यामुळे सूर्याची ही हानिकारक किरणे अधिक प्रमाणात वातावरणात येत आहेत.
२. Green house gases-Global warming: पृथ्वीवर वातावरणात कार्बनडाय ऑक्साईडचे प्रमाण केवळ ०.०४% इतके आहे. पृथ्वीवरील बराचसा कार्बन हा दोन गोष्टीत शोषला जातो ज्यांना carbon sink म्हणतात. एक म्हणजे झाडे जी प्रकाश संश्लेषणाद्वारे कार्बनडाय ऑक्साईडचे रुपांतर कार्बोहायड्रेटस् मध्ये करतात. आणि दुसरे म्हणजे समुद्र – ज्यात मोठ्या प्रमाणावर कार्बनडाय ऑक्साईड विरघळतो आणि काही समुद्री जीव (phytoplanktons, diatoms etc) त्याचा उपयोग करतात. Oceans are the largest carbon sinks on the earth. कार्बनडाय ऑक्साईडचे इतके महत्व का कारण तो प्रमुख हरित वायुंपैकी एक आहे. Common green house gases are Carbon dioxide, carbon monoxide, water vapour, methane, nitrous oxide and ozone. हे हरित वायू वातावरणातील उष्णता धरून ठेवतात. त्यामुळे जर हवेतील त्यांचे प्रमाण वाढले तर हवेचे तापमान वाढते. पैकी ओझोन उपयोगी आहे कारण तो हवेच्या वरच्या थरात अतिनील किरणांना थोपवतो. बाकीचे सारे वायू हे गेल्या १०० वर्षांत मानवी उद्योगांमुळे (प्रामुख्याने burning of fossil fuels) अधिक प्रमाणात उत्सर्जित केले जात आहेत. ज्यामुळे जगाचे सरासरी तापमान वाढते आहे. हवेचे प्रदूषण जगात कुठेही झाले तरी हवेतील air currents मुळे ते जगात सगळीकडे पसरते. त्यामुळे चायना मध्ये होणाऱ्या प्रदूषणाचे परिणाम न्यूझीलंडमध्ये देखील जाणवतात. ह्या तापमान वाढीचे काय दुष्परिणाम होतील ह्याचा संपूर्ण अंदाज आपल्याला आलेला नाही. पण दोन्ही ध्रुवांवरील बर्फ वितळून समुद्राची पातळी वाढणे हा एक मोठा अपेक्षित परिणाम आहे. शिवाय हवामानातले इतर बदल, ऋतुचक्राची अनियमितता, दुष्काळ/अतिवर्षा हे ही कदाचित त्याचेच परिणाम आहेत. शिवाय हे हरित वायू माणसाच्या आरोग्यास हानिकारक असतात.

Carbon footprint – Total set of green house gas emissions caused by an organization, event, product or person. तुमच्या दैनंदिन आयुष्यात वापरल्या जाणाऱ्या वस्तूंमुळे (निर्मिती, वापर, विघटन) किती हरित वायू हवेत सोडला जातो हे मोजण्याचे एकक म्हणजे कार्बन फूटप्रिंट. जितका तुमचा कार्बन फूटप्रिंट कमी तितकी तुमची जीवन शैली अधिक पर्यावरण स्नेही.

Genetically modified organisms – मी ह्या विषयाच्या अनुषंगाने संशोधन करते. हा सध्याचा gray area of research आहे. प्राण्याच्या/वनस्पतीच्या जनुकांमध्ये कायमस्वरूपी बदल घडवून त्यांना अधिक उपयोगी (पक्षी: अधिक उत्पादक, रोगप्रतिकारक्षम, with longer shelf life etc) बनवणे ह्या प्रक्रियेला genetic engineering म्हणतात. अशा इंजिनिअरींग मधून तयार झालेले जीव म्हणजे genetically modified organisms/ GMOs. सध्या अमेरिकेत पिकणारा बहुतांश मका, कापूस आणि बरीच इतर पिके ही GMOs आहेत. जगात इतरत्र (युरोप वगळता, चीन, भारत) देखील बऱ्याच मोठ्या प्रमाणावर ह्या पिकांची लागवड केली जात आहे. बीटी कापूस, मका ही नावे आपण ऐकली असतील कदाचित. ही गेल्या १०-२० वर्षांत झालेली तंत्रज्ञानातील प्रगती आहे. अशा पिकांच्या लागवडीचा पर्यावरणावर, माणसांवर काय परिणाम होऊ शकतो, होतो ह्याची संपूर्णपणे माहिती आपल्याला अजून नाही. शेती/जैव विविधता ह्या अनुषंगाने हा विषय महत्वाचा आहे.

Sustainable development/ शाश्वत विकास
गेल्या शतकातील झालेल्या माणसाच्या प्रगतीमुळे आपले आयुष्य खूप सुखकर झाले ह्यात शंकाच नाही पण ह्या प्रगतीचे दुष्परिणाम देखील फार भयंकर आहेत. मर्यादित संसाधनांच्या आधारे अमर्यादित विकास साधता येणे अशक्य आहे. शिवाय ह्या विकासाची किंमत कशी मोजायला लागणार आहे हाही एक महत्वाचा प्रश्न आहे. ह्या विचारातून पुढे आलेली संकल्पना महणजे शाश्वत विकास. आपल्या गरजा भागवताना, प्रगती साधताना नैसर्गिक संसाधनांचा विनाश न होऊ देणे म्हणजे शाश्वत विकास. ह्याच्या अंतर्गत अनेक गोष्टी येऊ शकतात. Use of renewable/non polluting energy resources, buy local movement etc.

योकू, धागा वाहता नाही!
रार, काही चुका असतील तर नक्की सांग!

सगळ्यांचे मनापासून आभार! मला सगळी माहिती अति scientific jargon वाटेल अशी भीती वाटत होती ती आता दूर झाली! सी, एका एका गोष्टीवर एक लेख काय अनेक पुस्तके आहेत! पण ह्या धाग्यापुरती संज्ञेची ओळख व्हावी म्हणून थोडक्यात लिहिले आहे. खूप लिहिले तर सामान्य वाचकाचा रस संपण्याची भीती वाटते. ज्यांना अधिक वाचायचे असेल त्यांच्यासाठी खूप सारी पुस्तके आहेतच!

उदय, हो DTT = dichloro diphenyl trichloroethane

बी, Greenhouse is a place where you can grow crops in a controlled atmosphere. अशा ठिकाणी हवेत उष्णता धरून ठेवणारे घटक कोणते असा अभ्यास करताना जे घटक सापडले त्यांना ग्रीनहाउस गॅसेस म्हटले जाते.

आगावू, मस्त पोस्ट!

दिनेशदा, त्या जीवनशैलीच्या धाग्यावर हेडर फार मोठा होऊ लागला म्हणून इथे ही युक्ती केली. मी जमेल तश्या अजून पोस्ट्स टाकणार आहे. शिवाय हा धागा आंतरराष्ट्रीय घडामोडी ह्या धाग्यासारखा as a chronicle म्हणून चालावा अशी इच्छा आहे.