Keskkonna hapestumine (0)

Põllumajandus- ja keskkonnainstituut
Maastikukaitse ja- hooldus 2. kursus
Referaat
Keskkonna hapestumine
Juhendaja : lekt. Kadri Kask
Tartu 2009

Sisukord

Sisukord 2
Sissejuhatus 3
Väävli ja lämmastiku depositsioon 4
Happesademete mõju inimestele 5
Kuidas happesademed mõjutavad keskkonda 6
Happesademed mõjutavad ka järvi. 7
Kokkuvõte 8
Kasutatud allikad 9

Sissejuhatus

Keskkonna hapestumine ei ole eestis terav probleem, kuna eesti pinnas on enamasti lubjakivi aluspõhjakivimiga, mille tõttu happeline depositsioon neutraliseerub. Keskkonna hapestumine siiski on probleemiks ka meile, kuna hapestumist põhjustavad ühendeid paiskab ka Eesti keskkonda. Happeliste ühendid ei ole lokaalsed , vaid need liiguvad õhuvooludega ka tekkepaigast kaugele eemale. Niisiis tegu pole niivõrd lokaalse probleemiga vaid globaalse iseloomuga probleem.
Keskkonna hapestumine inimese elutegevuse mõjul avaldub nii happevihmadena kui ka happeliste ühendite kuivdepositsioonil. Rahvusvahelisel tasemel on keskkonnaprobleemiks happevihmad tunnistatud 1974. aastast. Probleem ise pole aga nii uus. Inglismaal oli tööstuse õhusaaste halb toime taimedele, loomadele ja inimestele teada juba 17. sajandi keskel. Vähemalt seostati inimeste suremuse statistika tööstuspiirkondades selgelt õhu valiteediga, ehkki selle kvaliteedi kvantitatiivseid näitajaid õieti polnud. Samast ajast on teada ka saaste kauglevi Inglismaalt Prantsusmaale. Juba siis soovitati ehitada kõrgemad korstnad ja viia saastavad ettevõtted linnastvälja. Termini happevihmad võttis kasutusele inglise keemik R.A. Smith, kes 1852 . a. avaldas töö Manchesteri ümbruse vihmade koostise kohta.(K. Eerme 1996)

Väävli ja lämmastiku depositsioon

Hapestavad väävli-ja lämmastikuühendid eralduvad õhust kas märg - või kuivdepositsioonil. Märgsadenemisel reageerivad gaasilised SO2 ja NO2 pilvede tilkvee või vihmapiiskadega ja laskuvad maha sademetega. Eriti hügroskoopne on vääveldioksiid - veega kokku puutudes lahustub ta selles kergesti. Võib toimuda ka vastupidi, et veepiisad hakkavad kondenseeruma väikeste väävelhappe kübemete ümber. Selliselt tekkivad osakesed moodustavad nn. sulfaadiaerosoole, mis osalevad samuti kasvuhooneefektis. Aerosooli osakesed toimivad vee kondensatsioonituumadena õhus, soodustades niiviisi pilvede moodustumist ja muutes kliimat jahedamaks. Väävli- ja lämmas­tikuühendid võivad õhus ka kuivalt , fotokeemiliselt hapenduda (oksüdeeruda) gaasiliseks väävel- ja lämmastikhappeks. Järelikult tekitavad need traditsioonilised hapestavad ühendid ka fotokeemilise saaste.(P.Anttila 1996)
Kuivdepositsiooni ei tingi üksnes õhurõhk. Saasteained kanduvad õhuvooludega pindade lähedusse ja takerduvad neile. Kuivsadenemise intensiivsus sõltub saasteainete ja pinna keemilistest, füüsikalistest ja bioloogilistest omadustest ja seda on raske mõõta, sest erinevad pinnad (naiteks vee- ja taimepind) seovad saasteaineid erinevalt. Märg­sadenemine moodustab hinnanguliselt 50-70% vääveldioksiidist ja lämmastikoksiididest pärinevate ühendite kogudepositsioonist.(P.Anttila 1996)
Hapestumise seisukohalt on olulised lämmastiku oksiidid . Lämmastikoksiidid moodustuvad õhulämmastiku oksüdeerumise tõttu põlemisel või kütteaines olevast orgaanilisest lämmastikust. Saaste sisaldab mõlemat ühendit, kuid atmosfääris muutub NO kiiresti NO2-ks.
Lämmastikoksiidide heitmed esinevad ka sellisel juhul kui kütus otseselt lämmastikku ei sisalda. Lämmastikoksiidide heitmed põhjustavad pinnase ja veekogude hapestumist, pinnase küllastumist lämmastikuga ja veekogude üleväetamist. Lämmastikdioksiidi heitkoguseid on võimalik vähendada kütuse põlemisprotsessi reguleerimisega ja juhtimisega ning üldlevinud meetmed on siin liigõhuteguri vähendamine, põlemistemperatuuri hoidmine optimaalsel tasemel, suitsugaaside retsirkulatsioon, spetsiaalsete põletite kasutamine. Lämmastikoksiidide eriheited jäävad tavaliselt erinevate kütuste puhul vahemikku 60 - 300 g/GJ. Väikseima NOx eriheitega on maagaas ( 60 - 80 g/GJ) ja suurima NOx eriheitega kütused on kivisüsi ja raske kütteõli.(P.Anttila)
Lämmastikoksiidi allikad
Lämmastikoksiidid inimtegevusest tulenevalt on tähtsaimad tekkekolded tekkekolded on liiklus ja energiatootmine.Lämmastikoksiidid tekivad süsi ja õli põletamisel elektrijaamades ja bensiini põlemisel autodes. Tiheda liiklusega aladel, nagu suurtes linnades, on suure tähtsusega atmosfääri paisatud lämmastikoksiidide kogus. Los Angeles ’s on peamiseks happesademete allikaks just autod. Osades rahvusparkides nagu Yosemite and Sequoia on autoliikus keelatud, et limiteerida õhu saastatusest tulenevat kahju puudele ja taimedele.
Lämmastikoksiidide saaste suureneb nii Euroopas üldiselt kui ka Soomes, kusjuures üle poole sellest annab liiklus.
Looduslikud allikad
Lämmastikoksiidide looduslikud allikad on näiteks välk, muld ja kahjutuled. Välgu läheduses olev kõrge temperatuur põhjustab hapniku ja lämmastiku reageerimist tekitades lämmastikoksiidi.Lämmastikoksiid reageerib kiirelt veel hapnikuga ja moodustab lämmastikdioksiidi. Kogu maailmas moodustub lämmastikoksiide looduslikul teel sama suures koguses kui antropogeenselt, kuid jällegi domineerib tööstuspiirkondades inimtegevusest lähtuv, mis suurendab üldist kontsentratsioonide taset. Ammoniaagisaaste vähendab sademete happesust, kuid suurendab mulla ja vee hapestumise ohtu. Ammoniaagi peamised allikad on loomasõnnik ja kunstväetised, kust NH3 kergesti lendub. Ta lendub ka loodusliku mulla orgaanilise aine lagunemisel.(P.Anttila 1996)

Happesademete mõju inimestele

Lämmastikoksiidid võivad nõrgendada kopse ja põhjustada haigusi nagu kopsupõletik ja bronhiit. Happevihmade mõju võivad teha inimese väga haigeks või isegi tappa. Kõige suurem probleem mida happevihmad inimesele põhjustavad on hingamisteede mured. Paljudel tekib hingamisega raskusi, eriti inimestel kellel on astma . Astma koos kuiva köha, peavaludega ja kurgu ärritusega võivad olla põhjustatud happevihmade vääveldioksiididest ja lämmastikoksiididest. Happesademeid absorbeerivad nii timed kui ka loomad (toiduga või ka sademetega). Kui inimesed söövad neid taimi või loomi, siis nende sees peituvad toksiinid võivad inimesi mõjutada.

Kuidas happesademed mõjutavad keskkonda

Happevihmadega kaasneb rida tüüpilisi keskkonnakahjustusi. See regionaalseks peetav saaste levib tuhandete kilomeetrite kaugusele. Taimkatte, sealhulgas põllukultuuride ja metsade kahjustused tekivad nii hapete tooraineks olevate gaaside kui otse hapete toimel. Vahetu toime avaldub taime maapealsele osale või siis läbi mulla juurtele. Kuivsadestusega satuvad taimedele gaasilised SO2, NO2 ja vähemal määral HNO3 . Päeval lehe pinnale kogunenud SO2 imbub öösel lehe sisse. Sellest SO2 päevane maksimum. Õhu kestev SO2 sisaldus ei tohiks ületada põllukultuuride puhul 30 g/m3 ja metsas ning teistes looduslikes ökosüsteemides 20 g/m3. Eksistentsi kriitilistes tingimustes olevate taimede taluvuslävi on madalam.(K.Eerme 1996)
Metsale langev happeline depositsioon muudab mulla keemilisi tingimusi: happelises metsamullas lahustuvad taimedele kahjuliku metallid, nt Alumiinium , mis seejärel liigub puude juurestikku. Happelistest mullakübemetest pääsevad liikvele ka taimedele vajalikud toitained , nt kaltsium, magneesium ja kaalium , mis seejärel uhutakse välja juurestiku ulatusest ning jäävad taimedele kättesaamatuks. Happeline depositsioon võib mõjustada mullaorgaanikat, pidurdades organismide elu ning aeglustades orgaanilise aine lagunemist, kuid kogu seda mõju metsaökosüsteemidele on raske tõestada. Olukorra muudab keerukaks see, et vahel ilmneb happelise depositsiooniga kaasnev väetusefekt: toitainetevaestel muldade on happeline depositsioon alguses positiivse mõjuga. Alles siis, kui toiteelemendid depositsiooni jätkudes lõppevad, aeglustub taimede kasv. Seega ei sõltu hapestumine üksnes happelise depositsiooni suurusest , oluline tähendus on mulla omadustel, samuti mulla ja veekogude hapestumise varasemal arengul. Kui happeline depo­sitsioon kulutab taimedele vajalikke aluselisi katioone kiiremini kui neid vabaneb looduslikus murenemisprotsessis, siis muld hapestub. Aeglaselt murenevad kivimid, nagu graniit , ei pidurda hapestumist. Nii on see Soomes ja Skandinaavias. Parem puhverdusvõime on aladel kus aluspõhjaks on kergesti murenev, paks kivimikiht. Eriti hästi puhverdavad mullad , mis sisaldavad kaltsiumkarbonaati. Kui sellistele muldadele sadeneb rohkesti H+-ioone, vabanevad toitekatioonid, mis eutraliseerivad happelise depositsiooni kahjulikku mõju.
Tundlikumad alad asuvad Skandi­naavias, Suurbritannias ja Saksamaa pohjaosas.(P.Anttila 1996)

Happesademed mõjutavad ka järvi.

Happesademed on hävitanud maailmselt üle 1600 järve. Järvedes, mis on happevihmade poolt saastatud , jäävad ellu vaid tugevaimad liigid. Kalad surevad, ja nii kaob lindude peamine toiduallikas. Samuti võivad linnu surra süües toksilisi kalu ja putukaid. Happevihmad võivad lausa tappa kalad isegi enne kui nad on sündinud.(P.Anttila)
Happetaseme lühiajalised muutused küll tapavad veekogude kalu, aga hoopis suurem probleem on pikemaajalised muutused, mis peatavad kalade sigimise . Peale selle vabastavad happed vees mürgiseid metalle, mis varem olid setteis (näiteks alumiiniumi, mis takistab kalade hingamist). Puutumata ei jää ka taimed ja vetikad. Kui pH langeb alla 4,5 hukkub praktiliselt kõik.(K. Lipp )

Kokkuvõte

Keskkonna hapestumine on probleemiks muutunud pärast tööstusrevolutsiooni. Inimesed toodavad, töötlevad, tarbivad kütuseid. Suure tarbimise ja töötlemise tulemusena paisatakse erinevaid ühendeid õhku. Keemiliste reaktsioonide tulemusena võivad need ühendid aga saada meile või keskkonnale saatuslikuks. Võivad hävida elupaigad . Hapestumine ei ole suureks probleemiks nendele pinnastele mis on aluselised . Sellised mullad on hapestumise seisukohalt väga suure puhverdusvõimega ning taluvad happesademeid. Graniitse aluspõhjakivimiga mullad on aga õrnemad happesademetele ning seetõttu on probleem põhjapoolsetes riikides suurem. Kuna hapestumine ei ole lokaalse iseloomuga vaid globaalsega siis seetõttu tuleb ka meil sellele tähelepanu pöörata. Happelise depositsiooni vähendamiseks tuleb vähendada saasteainete, eelkõige lämmastikoksiidide ja vääveloksiidide, õhku paiskamist.

Kasutatud allikad

1) Anttila.P, Ojanen.M, Puhakka.M, Vuorisalo.T, Frey . T Globaalsed keskonnaprobleemid 1996 lk 155-165
2)Eerme,K. Keskkonnaõpetus 1996 lk 56-58
3)K.Lipp „Happesademed“ Kättesaadav: http://www.bioneer.ee/eluviis/kliima/Happesademed.aid-4439 20.05.09
9