ÕHUSAASTE MÕJU UURIMINE PUUDE KASVULE KIRDE EESTI RABADES (0)

 
 
EESTI MAAÜLIKOOL 
Põllumajandus- ja keskkonnainstituut 
 
 
 
Kristo   Tikk  
 
ÕHUSAASTE  MÕJU UURIMINE  PUUDE KASVULE KIRDE 
EESTI RABADES  
AIR POLLUTION  INFLUENCE  TO  GROWTH  OF PINES IN 
BOGS OF  NORTH - EAST  ESTONIA  
 
Magistritöö  
Maastikukaitse ja –hoolduse  õppekava  
 
 
 
Juhendaja : vanemteadur  Veljo  Kimmel, PhD 
 
 
 
 
Tartu 2015 
 
 
 
Eesti  Maaülikool  Kreutzwaldi  1,  Tartu  Magistritöö lühikokkuvõte 
51014 
Autor: Kristo Tikk 
Õppekava: Maastikukaitse ja – hooldus   
Pealkiri: Õhusaaste mõju uurimine puude kasvule Kirde Eesti rabades 
Lehekülgi: 65 
Jooniseid: 22 
Tabeleid: 4 
Lisasid: 2 
Osakond : Põllumajandus- ja keskkonnainstituut 
Juhendaja(d): Veljo Kimmel 
Kaitsmise kuupäev: 28.05.2015 
Käesoleva  magistritöö  eesmärgiks  on  mõõta  puude   juurdekasvu    kolmes   erineva 
koormusega rabas:  Puhatu , Kõrgesoo,   Selisoo . Ühtlasi on antud töö ka  bakalaureuse  töö 
jätk. 
Magistritöö  käigus   teostati   rabamändidelt    võetud  65  puiduproovi  aastarõngaste 
loendamine  ja  mõõtmine.  Puiduproovid  on  võetud  2009  aastal  kolmelt  alalt:  Kõrgesoost, 
Puhatust  ja  Selisoost.   Proovide   saamiseks  on  rabamände  puuritud  ida-lääne  suunaliselt, 
umbes 0,5 meetri kõrguselt sambla pinnast ja puud läbistavalt. Puuritud puiduproovid on 
kahe  aegreaga,  mille  puhul   mõlemalt   poolt  mõõdetud  ja  loendatud  tulemused  peavad 
olema  õigsuse  mõttes  sarnased.  Proovide  mõõtmine  teostati    mõõtelaud  LINTAB-i  abil, 
mis omakorda oli ühenduses TSAPWin programmiga. Mõõdetud andmete analüüs toimus 
programmides: Excel ja  TSAPWin. 
Mõõdetud tulemused näitavad sarnaselt varem tehtud uuringutele, et rabamändide aastane 
juurdekasv on olnud oluliselt suurem perioodil 1960-1990. Sama periood iseloomustab ka 
põlevkivi   kasutuse  kõrgperiood,  kus  aluselise  ja  toitainete  rikka  saaste   kogused   olid 
suured.  Peale  1990  aastat  on  puude  aastane  juurdekasv  üldjoontes  püsinud  stabiilsena  ja 
kahanevana. 
Tulenevalt näiteks rabade kaugusest saasteallikatest, puude  vanusest , kuivendustest olid ka 
juurdekasvu  suurenemised  saasteperioodil  erinevad.  Otsene  seos  on  puude  vanuse  ja 
juurdekasvu  vahel,  mida  omakorda   võimendab   toitainete  ja   happelist   rabavett 
neutraliseeriva  aluselise  saaste  sisse  kanne.   Nooremad   puud  on  saastele  tunduvalt 
vastuvõtlikumad ja juurdekasv suureneb kordades rohkem kui seda vanemate puude puhul. 
 
Märksõnad: rabamänd, rabakooslus, kasvu suurenemine, aluseline õhusaaste, toitained , 
puude vanus  
2 
 
 
 
 
Estonian   University   of  Life   Sciences    Abstract of Master's Theses 
Kreutzwaldi 1, Tartu 51014 
Author : Kristo Tikk 
Specialty:  Landscape   management  
Heading : Air pollution influence to growth of pines in bogs of North-East Estonia  
Lehekülgi: 65 
Jooniseid: 22 
Tabeleid: 4 
Lisasid: 2 
Osakond: Põllumajandus- ja keskkonnainstituut 
Juhendaja(d): Veljo Kimmel 
Kaitsmise kuupäev: 28.05.2015 
The aim of this master thesis is to  measure   pine  growth in bogs with  different   nutrient  and 
pollution load : Puhatu, Kõrgesoo and Selisoo. 
Radial  growth  of   trees   were  determined  from  65  samples  of  pines  sampled  in  2009. 
Samples  were  measured  on  LINTAB   instrument   and  TSAPWin   program .  Measured  data 
were analysed in Excel and TSAPWin programs. 
Results   show  that   yearly   growth  of  bog  pines  was  the   biggest    during   1960-1990  -   clear  
agreement  with  earlier  studies . During last decades  the  growth  has   dropped :  in  Kõrgesoo 
back  to level of 60s, in Puhatu on slightly  higher  level. Thus, nice agreement with the use 
of oil  shale  - the main source of alkaline and nutrient-rich pollution in area is observable. 
Changes  in growth rates were well correlated with the  distance  of bogs from  power   plants , 
age of trees and at Selisoo also with drainage  activities . The  increase  and  drop  of growth is 
the  most  evident  for  younger  trees  and   almost   zero  for  trees  over  100   years   old.  Thus, 
younger trees are recommended to study  nutrient load influence on growth of trees in bogs 
Keywords: bog pine, radial growth, alkaline pollution, nutrients, age of trees 
 
 
 
3 
 
 
 
SISUKORD 
 
SISSEJUHATUS ................................................................................................................... 5 
1. ÕHUSAASTE TEKE, LEVIK JA MÕJU ......................................................................... 7 
1.1. Õhusaaste allikad – looduslikud ja  inimtekkelised  ..................................................... 7 
1.2. Õhusaaste sõltuvus meteoroloogiast ......................................................................... 13 
1.3. Puude kasvu mõjutavad tegurid ................................................................................ 14 
1.3.1 Toitained ja nende edasikandmine puudes .......................................................... 15 
1.3.2. Õhusaaste mõju taimestikule .............................................................................. 17 
1.3.3. Rabad eriliste kasvupaikadena ........................................................................... 20 
2. MATERJAL JA METOODIKA ...................................................................................... 25 
2.1. Uuringuala iseloomustus ........................................................................................... 25 
2.2. Puude kasvu määramine ........................................................................................... 27 
2.3. Andmete analüüs ....................................................................................................... 28 
3. VARASEMATE UURINGUTE TULEMUSED ............................................................ 30 
4. UURINGUTE TULEMUSED ......................................................................................... 37 
4.1. Kõrgesoo ................................................................................................................... 41 
4.2. Puhatu ....................................................................................................................... 45 
4.3. Selisoo ....................................................................................................................... 50 
5. JUURDEKASVUDE  ANALÜÜS .................................................................................. 54 
KOKKUVÕTE .................................................................................................................... 57 
SUMMARY ........................................................................................................................ 59 
KASUTATUD KIRJANDUS: ............................................................................................ 60 
Lisa 1. Puhatu, Selisoo ja Kõrgesoo juurdekasvuproovid. Mõõdetud juurdekasvuproovide 
number koos tagasiulatuva aasta ja vanusega. .................................................................... 64 
Lisa 2.  Lihtlitsents lõputöö salvestamiseks ja üldsusele kättesaadavaks tegemiseks .......... 65 
ning juhendaja(te) kinnitus lõputöö kaitsmisele lubamise kohta......................................... 65 
4 
 
 
 
SISSEJUHATUS 
 
Õhusaaste  negatiivne  mõju  keskkonnaseisundile  hakkas  Lääne-Euroopa   suuremates  
tööstuspiirkondades selgelt ilmnema juba 19. sajandil. Tänapäeval on tööstuspiirkondadest 
naaberaladele  üle  riigipiiride  leviv  atmosfäärisaaste  kujunenud  tõsiseks  rahvusvaheliseks 
probleemiks, mis muudab ka antud teema aktuaalseks.  
Õhusaaste talumine ning selle puhverdamise võime on  erinevates ökosüsteemides üsnagi 
erinev.  Selle  suhtes  tundlike  ökosüsteemide  hulka  kuuluvad  ka  Eestile  iseloomulikud 
rabad,  mis  saavad  toitaineid  vaid  atmosfäärist  sadenemise  teel.   Raba   on   unikaalne  
vähemuutuv   ökosüsteem ,  kus  valitsevad  sellised  keskkonnaolud,  mida  suudavad  taluda 
püsiva  elupaigana  vaid  vähesed  taimed  ja  loomad.  Toitainete   vaese   mulla  tõttu  on  raba 
liigivaene  keskkond,  kus  levinuimaks  puuliigiks  on  harilik   mänd ,  mille  radiaalset 
juurdekasvu uuritakse ka antud töös. 
Puude  loodusliku  uuenduse  arvukus,  kasv  ja  selle   liigiline   koosseis  sõltub   soodes  
mullaviljakusest.  Arvestades  rabas  olevat  toitainete  vaesust  ja   sademevee   toitelisust,  siis  
on  palju  teisi  loodusliku  uuenduse  teket  ja  arengut  mõjustavaid  tegureid,  millest  kõige 
tugevamad on seotud  inimtegevusega. Siia kuuluvad rabade kuivendamine,  maaharimine , 
väetamine ning antud töö  uurimisobjektina õhusaaste. 
Madala  puhverdusvõimega  rabades  tingib  õhusaaste  teiste  ökosüsteemidega  võrreldes 
märksa  ulatuslikumaid  ning  selgemini  avalduvaid  muutusi,  neid  täheldati  esmakordselt 
juba ligikaudu 200 aastat tagasi Suurbritannias, mil Manchesteri ümbruse  soodest  hakkasid 
kaduma   turbasamblad .  Hiljem  on  samalaadseid  protsesse  kirjeldatud  märksa  laiematel 
aladel  Lääne-Euroopas  ning  Põhja-Ameerikas.  Alates  20  sajandi  lõpukümnenditest  on 
täheldatud  olulisi  muutusi  ka  Kirde-Eesti  suuremates  õhusaasteallikate  läheduses 
paiknevates  rabades.  Seda  siis  aluselise  õhusaaste  näol,  mis  tuleneb  peamiselt  põlevkivi 
põletamisel  tekkivast  lendtuhast.  Kuna  põlevkivi   lendtuhk   on  väga  rikas  erinevate 
elementide poolest, siis see sisaldab ka palju toitained (nagu näiteks lämmastik,  kaalium ). 
Toitainete  kandumine  rabadele, aga muudab antud ökosüsteemi elutegevust nii, et see võib 
5 
 
täielikult  muutuda  või  koguni  hävida.  Sellest  tulenevalt  on  ka  antud  teema  vajalik,  et 
uurida  õhusaaste  mõju  rabadele,  just  Kirde-Eestis,  kuhu  on  koondunud  Eesti  põlevkivil 
töötav tööstus. 
Antud  töö  eesmärgiks  on  mõõta  puude  juurdekasvu  kolmes  erineva  kaugusega 
saasteallikaist  ja  seega  koormusega  rabas:  Puhatu,  Kõrgesoo,    Selisoo.    Kolmest  rabast 
kaks  (Kõrgesoo  ja  Puhatu)  asuvad  elektrijaamadele  lähedal  ja  kolmas  (Selisoo)  asub 
kaugemal.  Töö  on  ühtlasi  bakalaureuse  töö  jätk,  kus  suurendatakse  mõõdetud  proovide 
arvu ja teostatakse põhjalikum analüüs. Nimelt on varasemalt juba uuritud õhusaaste mõju 
rabamändide  juurdekasvule.  Samas  on  viimastel  kümnenditel  toimunud  saastekoguste 
muutused ja seega oleks huvitav teada vastavatest juurdekasvu muutustest.  
 
 
 
6 
 
 
 
1. ÕHUSAASTE TEKE, LEVIK JA MÕJU 
 
1.1. Õhusaaste allikad – looduslikud ja inimtekkelised 
 
Saasteaine   on  aine  või  ainete  segu,  mis  võib  mõjuda  kahjulikult  inimese  tervisele, 
keskkonnale ning varale. Osasid  saasteaineid  nimetatakse primaarseteks õhu saastajateks, 
sest  nad  satuvad  atmosfääri  otse  korstnatest  või  muudest  otsestest   allikates .  Teised 
saasteained  on sekundaarsed õhu saastajad, mis tekivad keemiliste reaktsioonide tulemusel 
esmaste saastajate ja teiste õhu komponentide vahel, nagu näiteks veeaur ( Keis  2010: 5). 
Õhu   saastatus   on  tekkinud  looduslike  protsesside  ja  inimtegevuse  koosmõju  tulemusel. 
Looduslikud  allikad  on  valdavalt  hajusallikad,  inimtekkelised  aga  enamasti  punktallikad. 
Peamised  looduslikud  õhusaaste  allikad  on   metsatulekahjud ,   vulkaaniline   tegevus,  mulla 
erosioon ,  mineraalide   murenemine ,  taimede  ja  loomade  lagunemisprotsessid,  mulla  ja 
veepinnalt õhkupaiskuvad  heitmed ,  lenduvad  süsivesinike heitmed taimestikult, osooni ja 
lämmastikuoksiidide teke äikesetormidest ja  osooni teke fotokeemilistest reaktsioonidest. 
Looduslikud   saasteallikad   võivad  tekitada  tõsiseid  õhu  kvaliteedi  probleeme,  kui 
saasteaineid  tekitatakse  olulistes   kogustes   inimeste  asustuste  lähedal.  Peale  tolmu  tormi, 
metsatulekahjude ja vulkaaniliste tegevuse ei  ole  looduslik õhu saastatus  olnud  eriti  suur 
ühiskondlik  mure.  Selline   saastus   omab  enamasti  suhteliselt  väikest  mõju  tervisele  ja 
üldisele heaolule, kuna saasteainete  tasemed  loodusliku õhusaastuse puhul on üdiselt väga 
madalad.  Suured   distantsid   eraldavad  tihti  looduslike   saastatuse   allikaid  ja  suuri  inimeste 
populatsioone  ning  kõige suuremad looduslikud  allikad, nagu metsatulekahjud,   tormid  ja 
vulkaanid, on juhuslikud ja lühiajalised (Keis 2010: 6). 
Inimühiskonna  arengu ja heaolu üheks  eelduseks  on energia tarbimine. Paraku on energia 
tootmine ja üha suureneva tarbimise tulemusel kasvanud ka energiamajanduse kahjulikud 
mõjud  nii  looduskeskkonnale  kui  ka  inimesele  enesele  (Maasikmets  2004:  21). 
Inimtekkelised  õhusaasteallikad  jagunevad  paikseteks  ja  liikuvateks  allikateks.   Paiksed  
7 
 
allikad  on  tööstused,   elektrijaamad ,   majapidamised   jms.  Liikuvad  saasteallikad  on 
mootorsõidukid,  lennukid,  laevad  ja  rongid  (trantspordivahendid)  (Keis  2010:  6).  Õhu 
saastumine   energia  tootmisel  sõltub  eelkõige  tarbitavast  kütusest,  kasutatavast 
põletustehnoloogiast  ja  saasteainete  heitkoguseid  piiravate  abinõude  efektiivsusest. 
Keskkonnamõju  avaldavad praktiliselt kõik energia tootmise viisid, kuid enam keskkonda 
saastavaks  on  energia  tootmine  fossiilsete  kütuste  baasil,  nagu  seda  on  tahkete  kütuste 
( kivisüsi ,  põlevkivi,  pruunsüsi,  turvas ),  nafta  ja  maagaasi  põletamisel  (Maasikmets  2004: 
21). Põlemisprotsessides toodetud saasteainetel on  mitmekesine  keemiline koostis ja väga 
erinev  osakeste  suurus,  mittetäielik  fossiilsete  kütuste   põletamine   tekitab   tahma   osakesi, 
millel  on  suur  tõenäosus  absorbeerida  toksilisi  gaase  ja  metallioksiide  (Keis  2010:  6). 
Samuti on  fossiilsed  kütused põletamisel     ja     heitkoguste allikaks, kus pärineb ka 
ligikaudu 80% kogu maailmas õhku paisatavast süsihappegaasist,  kusjuures  Euroopa riigid 
annavad  sellest  ligikaudu  ühe  kolmandiku  (2004  aasta  seisuga).  (Maasikmets  2004:  21). 
Mitmed  tööstuslikud  põlemisprotsessid  toodavad  lendtuhka,  mis  on  segu  alumiinium-, 
kaltsium -, fosfor - ja ränioksiididest (Keis 2010: 6).  
Tööstuse kõrval on üks olulisem õhu  saastaja  transport, eeskätt suurema liiklustihedusega 
linnades.  Kogu  Eesti  lõikes  eraldub  suurem  osa  transpordisektorist  pärinevatest 
saasteainetest  autotranspordist  (eriti  süsinikoksiid  ja  lenduvad  orgaanilised  saasteained), 
järgneb  õhusaaste  põllumajandusmasinatest,  väga  väike  on  lennu-  ja  siseveetranspordi 
osakaal. Ida-Virumaal on sõiduautode arv 1000 elaniku kohta 207 (Eesti keskmine – 295, 
Euroopa  keskmine  450–500).   Reostuskoormus   autotranspordist  on  Eestis  suurim  Harju 
maakonnas ,  kus  autode  arv  on  kõrgem  kui  teistes  maakondades:   Harjumaal   42%  ja 
Tallinnas 33% kogu Eesti sõiduautode arvust. Transpordisektorist pärinevate saasteainete 
koguhulga osatähtsuselt  (9 637 t) oli 2003 aastal  Ida-Virumaa Eestis Harju- ja Tartumaa 
järel kolmandal kohal ( Liblik , Maalma  2005: 178).  
2003. aasta Ida-Virumaal transpordisektorist välisõhku emiteeritud saasteainete kogused ja 
transpordisaaste osatähtsus saasteainete koguemissioonis on välja toodud Joonis 1. Suurim 
on plii (91,2%) ja CO (29,5%) osatähtsus, järgneb     (12,4%), mis näitab, et  trantspordi  
osatähtsus  on  võrdlemisi  väike  puude  juurdekasvu  suurenemise  mõjutajane.  Seda  selle 
pärast,  et  trantspordi  tagajärjel  ei  teki  eriti  toitaineterikast  saastet.  Ainukeseks  oluliseks 
toitaineks võiks lugeda  tekkivad     -d. 
8 
 
Joonis 1. Transpordisaaste osatähtsus Ida-Viru maakonnas saasteainete emissioonis 2003. 
a, t/aastas. Allikas: Liblik, Maalma 2005: 178 
Antud  töös  keskendun  peamiselt  põlevkivi  lendtuhale,  mis  on   kompleksne   segu  eri 
suuruse,  kuju  ja  värvusega  osakestes,  ning  sisaldab  praktiliselt  kõiki  perioodilisuse  tabeli 
elemente,  kaasaarvatud  raskemetallid  ( Laja   2005:  12).  Põlevkivi  on  Ordoviitsiumist 
pärinev   fossiilne   settekivim,  mis  tekkis  kauges  minevikus  veekogudes,  kui  taimede  ja 
loomade  elutegevuse  tagajärjel  segunes  orgaaniline  mineraalsega  (Laja  2005:  6).  Sellest 
tulenevalt  on  ka  põlevkivi  orgaaniline  sisaldud  10-65%  ja   mineraalne   15-75%,  olenevalt 
leiukohast  (Mõtlep  et  al  2007:  407).  Põlevkivi  energiasisaldus  on  võrreldes  teiste 
fossiilsete  kütustega  suhteliselt  madal  ( Luud ,  Ani  2005:  162).  Esimesed  teated  „põlevast 
kivist“ pärinevad rohkem kui  paarisaja  aasta tagant. Tööstuses hakati põlevkivi kasutama 
1918. aastal:  esialgu kütusena tsemenditootmises ning vedurite ja majapidamiste kütteks. 
Üsna kohe hakati katsetama, kuidas toota põlevkivist õli.  
1924. aastal  ehitati Kohtla- Järvele   Eesti esimene  õlitehas. Samal aastal  hakati põlevkivist 
tootma  ka elektrit, ent esialgu vähesel määral. Massiliselt hakati põlevkivi kaevandama ja 
elektrijaamades  põletama  pärast  teist   maailmasõda   (Mõtlep  2012),  kui  avati   1959   aastal 
Balti  ja  1973  aastal  Eesti   Elektrijaam   (Eesti  Energia).  Peale  seda  hakkas  Eestis  (üldiselt 
Kirde-Eestis) ka õhusaaste suurenema ning ilmnema sellega seotud probleemid. Eestis on 
selle aja jooksul kaevandatud umbes miljard tonni põlevkivi ja kaevandatud ala pindalaks 
on    ligikaudu  430     .  Ligi  pool  maapõuest  väljatud  põlevkivist  on  kaevandatud 
allmaakaevandustest, teine pool karjääridest (Luud, Ani 2005: 162). 
Peale  massilise  põlevkivi  kaevandamise  ja  elektrijaamades  põletamise  algust  (Mõtlep 
2012) on  Kirde-Eesti keskkonna olukorda harjutud  pidama  väga kehvaks.  Ida-Virumaaga 
seostub  paljudel   ettekujutus   kui  korratu  ja  rikutud   maastikuga   regioonist,  kus  reostatakse 
loodust.  Ida-Virumaa  oli  ainus  koht  Eestimaal,  mis  1980ndatel  tunnistati  ökoloogilise 
9 
 
katastroofi  lävel  seisvaks  regiooniks.  Tollal  oli  see  õigustatud,  sest  maapõuevarad, 
energeetiline  baas  ja  teised  tegurid  tegid  selle  maalapi  ahvatlevaks  tööstusplatsdarmiks, 
kus  siinse unikaalse looduse  hoid  oli  teisejärguline . Põlevkivi  toodeti  siis  ligi  31 miljonit 
tonni  aastas,  praegusest  üle  kahe  korra  rohkem.  Halvimad  päevad  keskkonnale  olid  Ida-
Virumaal  1990ndate  aastate  alguseni.  Siis  algasid  muutused.  Esialgu  küll  põhiliselt 
tootmismahtude  olulise  languse  tõttu  pärast  Eesti  taasiseseisvumist,  langes  ära  suur 
idatarbija ja plaanimajandus. Hiljem hakati parendama olemasolevaid ja  rakendama  enam 
keskkonnasäästlikke   tehnoloogiaid .  Seda  just  pärast  Eesti  vastuvõtmist  euroliitu,  kuna 
keskkonnanõuded   on  siin  tunduvalt  karmimad  võrreldes  sellega,  millega   oldi   varem 
harjutud  (Liblik  2007).  Sellegi  poolest  on  ka  tänapäeval  Eesti  õhusaaste  probleemid 
regionaalsel tasandil seotud Kirde- Eestiga , kuid mitte enam nii hirmuäratavad (Kohv 2000: 
17).  
Taastuvate  energiaallikate  laialdasem  kasutusele  võtmine  on   toonud   kaasa  põlevkivi 
kasutamise  vähenemise  elektrienergia  tootmisel  91%-lt  2000.a.  85%-ni  2012.a.  kõigist 
allikatest.  Põlevkivi  kasutatakse  lisaks  elektritootmisele  ka   põlevkiviõli   tootmiseks  ning 
põlevkivi  kaevandamise  kasvule on mõju  avaldanud just kiiresti suurenenud põlevkiviõli 
tootmine. 
Ligikaudu  85%  Eestis  toodetavast  elektrienergiast  saadakse  põlevkivi  baasil  (2012  aasta 
andmetel).  Võrreldes  2000  aastaga,  kui  see  oli  91%  on  olnud  kahanemine  peamiselt 
taastuvate energiaallikate näol. Sellegi poolest on põlevkivi kaevandamine olnud viimastel 
aastatel 
tõusu 
teel, 
mis 
tuleneb 
põlevkiviõli 
suurenenud 
tootmisest 
(Keskkonnaministeerium 2014: 107). Tänaseni on Eesti energiatootmise ja keemiatööstuse 
eripäraks   põlevkivil  põhinev  tootmine  (Kohv  2000:  17),  kust  pärineb  78–82%  (2001.– 
2003. aasta näite puhul) saasteainete koguhulgast  (Liblik,  Maalma 2005:  174). Põlevkivi 
põletamisest  tekkinud  saasteainetest  moodustab  40-50%   tuhk ,  millest  tingituna  on 
mineraalse lendtuha  heited atmosfääris kõrged (Maasikmets 2004: 100, 112).  
Põlevkivi lendtuhk on kompleksne segu eri suuruse, kuju ja värvusega osakestes, ning ta 
sisaldab praktiliselt kõiki perioodilisuse tabeli elemente, kaasaarvatud raskemetallid (Laja 
2005: 12). Näiteks elektrijaamade läheduses on täheldatud mändidel järgmiste elementide 
osakaalu    suurenemist :  As,  Ca,  Hg,  K,  Mg,  Na,  S,  Se,  Sr  ja  Zn  (Ots,  Reisner  2006:  144). 
Erinevate mineraalide sisaldus Eesti põlevkivis  varieerub ka vastavalt põlevkivi leiukohale. 
10 
 
Põhiliseks tuha keemilise koostise osaks on Ca, mille konsentratsioon kõigub piirides 14,2-
44,5%,  järgneb  Al  kõikumispiiridega  1,35-5,49%,  Fe  1,63-3,22,  K  0,85-8,78%,  S  1,08-
5,84%, Mg 1,35-3,56% ning toksilisi raskemetalle (Laja 2005: 12). 
Kuna eesti põlevkivi on rikas kaltsiumkarbonaadi (     ) poolest, siis enamus    -st ja 
teistest  happelistest  ühenditest  neutraliseeritakse  CaO  (vaata  Joonis  2)  poolt  (      
lagunemisprodukt  kõrgel  temperatuuril)  (Laja  2005:  11-12).  Sellest  tulenevalt  on  ka 
hapestumise  protsess  Kirde-Eestis  välistatud  leeliseliste  katioonide  (leeliselise  lendtuha 
tõttu)  suure  hulga  tõttu,  mis  neutraliseerivad  happelisi  ioone  (1997-2000  aastal  teostatud 
uuringute  põhjal).   Hilisemad   sademete  keemia  uuringud  on  aga  näidanud,  et 
saastekoormused  Eestis  on  reeglina  iga  aasta   vähenenud .  Pikaajaline  suundumus  on  ka 
märkimisväärne  saastatuse  taseme  vähenemine  Kirde-Eestis,  kuigi  jääb  seal  teistes 
piirkondadest kõrgemaks. Sademed on happelisemad Lõuna-Eestis ja aluselisemad Põhja-
Eestis.  Paremate  puhastusseadmete  kasutuselevõtt  (Kunda  tsemenditehase,  Narva 
elektrijaamad)  kahandavad  aluseliste  tahkete  osakeste  heitkogust,  mistõttu  sademed 
muutuvad mõnevõrra happelisemaks. (Maasikmets 2004: 100-113).  
 
Joonis  2. Põlevkivituha mineraloogiline koostis  (keskmine sisaldus). Joonisel  on näha, et 
põhiliseks mineraaliks põlevkivi tuhas on lubi  (CaO). Allikas: Laja 2005: 12. 
 
Ida-Viru maakonna võib jagada välisõhusaaste seisukohast tinglikult  kaheks piirkonnaks :  
11 
 
  maakonna  põhjaosaks,  mida  iseloomustab  tööstuse  kontsentreerumine  ja  Ida-
Virumaa  suurimate  energiaettevõtete  (Narva  Elektrijaamad  –  Balti  ja  Eesti  EJ, 
Sillamäe SEJ, Kohtla-Järve ja Ahtme EJ, Fortum Termest AS, Kiviõli SEJ Kiviõli 
Keemiatööstuse  OÜ   koosseisus )  ja  Kohtla-Järvel  asuvate  põlevkivikeemia  ning 
teiste  keemiaettevõtete  (Viru  Keemia  Grupp  AS  koos  tütarettevõtetega:  Viru 
Õlitööstus AS, Viru Vesi AS jt), Viru  Liimid  AS, Novotrade  Invest  AS, Nitrofert 
AS, Velsicol Eesti AS, aga samuti Kiviõli Keemiatööstuse OÜ, OÜ  Repo  Vabrikud 
jt olemasolu; 
  maakonna  lõunaosaks,  kus  rahvastiku  tihedus  on  väike  ja  hajutatud,  elab  enamus 
elanikkonnast väikestes asulates ja ka Peipsi järve kaldapiirkonnas (Liblik, Maalma 
2005: 172-173). 
Ainuüksi  elektrijaamadest  õhku  paiskuvate   heitmete   tõttu  pole  õhu  kvaliteet  Kirde-Eesti 
põlevkivitööstuste  juures  kiita.  Umbes  kolmkümmend  aastat  tagasi  oli  olukord  Kirde-
Eestis lausa terviseohtlik ja on haigestunud ka paljud taimekooslused (sealhulgas peamiselt 
rabad). Õhust sadestunud lendtuhk on kandnud rabadele nii palju leelist ja toitaineid (nagu 
näiteks K ja N) ( Kaasik , Ploompuu 2005). 
Lähiajal tehtud mõõtmised on näidanud ühe olulise  toitaine  (   ) sissekande vähenemist. 
Ida-Virumaal tehtud mõõtmised näitavad, et  ajavahemikus  1999–2004 ei ole Ida-Virumaal 
     kalendriaasta  keskmine  kontsentratsioon  ületanud  ühelgi  aastal  inimese  tervise 
kaitseks  kehtestatud  aasta  keskmist  piirväärtust  (40  μg/  )  ja  ainult  ühel  aastal  (2000.  a 
Narvas) ületati vähesel määral ökosüsteemide kaitseks kehtestatud piirväärtust (30 μg/  ). 
Märgatav  on       kontsentratsioonide  vähenemise   tendents   nii  aasta  keskmiste      
kontsentratsioonide  kui  ka  1-tunni  keskmiste  osas.  Eriti  madalad  on  aasta  keskmised 
kontsentratsioonid olnud 2002–2003 aastatel Kohtla- Järvel (8,7–13 μg/  ) ja 2003–2004 
aastatel Narvas (7,7–16,7 μg/  ). Kuna Narva ja Kohtla-Järve mõõtepunktid asuvad linna 
territooriumil  liiklusmagistraalide  lähedal,  kujutavad  seireandmed  endast  summaarset 
saastetaset  põhjustatuna  nii  tööstuslikest  saasteallikatest  kui  ka  linnatranspordist  (Liblik, 
Maalma 2005: 183). 
 
 
12 
 
 
 
1.2. Õhusaaste sõltuvus meteoroloogiast 
 
Kuigi  saasteainete  kontsentratsioonid  atmosfääris  on   suurelt   osalt  määratud  saasteallikate 
heitkogustega, mängib ka  meteoroloogia  tähtsat rolli. Meteoroloogia on teadus, mis uurib 
pidevas  liikumises  oleva  atmosfääri  protsesse  alates  kõige  madalamatest  maalähedastest 
kihtidest kuni kõrgete hõredate kihtideni, õhu liikumist põhjustavad peamiselt kaks jõudu: 
õhurõhu   gradientjõud   ja  raskusjõud.  Meteoroloogilised  elemendid,  mis  mõjutavad 
õhusaaste levikut on õhu temperatuur,  õhurõhk  ning tuule suund ja kiirus (Keis 2010: 15). 
Tuuled  võivad  saasteaineid  kanda  nende  tekkekohast  väga  kaugele  ka  siis,  kui  nende 
püsivusaeg  atmosfääris  on  vaid  1-3  päeva  (näiteks     ,     ,       jt).  Soodsate  tuulte 
puhul  võib  kuu  aega  atmosfääris  püsiv  aine   levida   Maa   poolkera   piires,  põhja-  ja 
lõunapoolkera  vaheliseks  transpordiks  peab  aine  õhus  püsima  6-12  kuud  (Maasikmets 
2004: 11). 
Olulisim  roll  õhusaaste  kaugleviku  seisukohast  on  atmosfääri  üldisel  tsirkulatsioonil 
(Maasikmets  2004:  12).  Õhk  võib   liikuda   nii   vertikaal -  kui  ka  horisontaalsuunas. 
Vertikaalsed  õhuvoolud ulatuvad harilikult 5-10 kilomeetri, mõnikord ka 18-20 kilomeetri 
kõrgusele (Jürisaar 2011: 68). Õhu vertikaalsele segunemisele aitab kaasa ka temperatuur, 
mis on suurim pärastlõunal ja suvekuudel, mil Maa  soojendamine  päikese poolt on suurim. 
Siis  on  ka  temperatuuri  vertikaalne  muutumine  (vähenemine  suunas)  maksimaalne  ja 
maapinnal  soojenenud  õhk  liigub  kõrgemale,   kandes   saasteaineid  troposfääri  ülemistesse 
osadesse (kuni 10- 12 km kõrgusele).  
Samas  ei  tohi  unustada,  et  lisaks  tõusvatele  õhuvooludele  on  ka  laskuvad  õhuvoolud 
(vastupidine  tõusvale).  See  tähendab,  et  kõrged  saasteainete  kontsentratsioonid  võivad 
tekkida  saasteallikast  oluliselt  kaugemal.  Õhk  tõuseb  koos  saasteainetega  kõrgematesse 
õhukihtidesse  ja  hiljem  õhk  jahtub  kusalgi  saasteallikast  eemal,   tuues   saaste  alumistesse 
õhukihtidesse (Maasikmets 2004: 12).  
Horisontaalsuunalised  õhuvoolud  on  väga   ulatuslikud ,  nende  pikkus  võib   ulatuda  
tuhandete kilomeetriteni. Horisontaalsed õhuliikumised on äärmiselt olulised- nad segavad 
13 
 
Maa  eri  paikade  õhku.  Näiteks,  nad  kannavad  lõunapoolkera  õhku  põhjapoolkerale  ja 
vastupidi,  aga  toovad  ka  läänepoolkeralt  õhku  idapoolkerale  ja  vastupidi.  Niisugused 
suuremastaabilised õhuvoolud moodustavad atmosfääri üldise ehk globaalse tsirkulatsiooni 
(Jürisaar  2011:  68).  Õhu  liikumine  sellisel  kujul  võimaldab  ka  saaste  liikumist  üle 
maailma. Osade saasteainetega, aga seda ei juhtu, sest nende eluiga ei pruugi piisavalt pikk 
olla,  et  jõuda  levida  üle  maakera.  Keemilise  ühendi  eluiga  sõltub  reaktsioonidest  ja 
sadenemisest.  Mõningad  ained  võivad  lahustuda  näiteks  pilvede  ja  udu  tilkvees  või 
vihmapiiskades  (määravaks  saab  õhuniiskus)  ja  seejärel  maha  sadada  (näiteks 
happevihmana)  või  muutuda  mõneks  teiseks  aineks,  reageerides  juba  õhus  olevate 
ühenditega (Maasikmets 2004: 11).  
Väga  ohtlikud  ja  sageli  ka  pikaajalised  saasteainete  kontsentratsioonid  võivad  tekkida 
temperatuuri  inversiooni  tingimustes.  Tavaliselt  õhutemperatuur   maapinnast   kõrgemale 
tõusmisel langeb, siis inversiooni korral tekib aga alumistest õhukihtidest soojem vahekiht 
(inversioonikiht),  mis  takistab  õhumassi  ühtlast  segunemist  ja  sealhulgas  ka  saasteainete 
hajumist  troposfääri  ülemistesse  osadesse.  Inversioonikiht  on  tavaliselt  100-  300  meetri 
paksune  ja  võib  alumistest  kihtidest  olla  kuni  kümme  kraadi  ja  enam  soojem.  Taolist 
inversioonnähtust  võib  kõige  tavalisemalt  esineda,  näiteks  selgetel  tuulevaiksetel  öödel 
(eriti talve), kui  maapind  on külmem ja jahtub kiirguslikult kiiremini kui tema kohal olev 
õhk.  Inversioonikoht  käitub  piltlikult  väljendudes  potikaanena-  erinevate  füüsikaliste 
omadustega  kihid  omavahel ei segune ja nii jääb kogu inversioonikihi alla toodetud saaste 
kaane   alla  paigale.  Sellised  ilmastikutingimused  võivad  püsida  mitmeid  päevi,  mille 
jooksul  õhku  paisatud  ühendid  reageerivad  omavahel  ja  moodustavad  veelgi  ohtlikuma 
sekundaarse saasteaine (Maasikmets 2004: 11). 
 
 
1.3. Puude kasvu mõjutavad tegurid 
 
Kõige olulisemad puude kasvu mõjutavad tegurid rabades on  mullastik , veestik ja kliima 
(Valk 2005: 62), millele lisandub tänapäeval ka õhusaaste (Pärn, Mandre 2010: 88). Raba 
mullastikku iseloomustab kõrge  happelisus  ja toitainete  vaesus . Rabamuld on küllastunud 
14 
 
oligotroofsest  sademeteveest,  sisaldades  seda  oma  massist  tavaliselt  üle  90%.  Äärmiselt 
vähe  on  mullas  puudele  vajalikke  mineraalseid  toitaineid  ning  mida  tüsedam  on 
rabaturbahorisont, seda halvemad on tavaliselt tingimused puude kasvuks (Valk 2005: 62). 
Rabamulla  toiteväärtuse  üheks  iseloomustavaks  näitajaks    peetakse  turba  lagunemisastet. 
Mida rohkem on turvas lagunenud, seda suurem on ka turba tihedus ja seda enam on temas 
tavaliselt  toitaineid.  Turba  kõrge  happelisus  halvendab  aga  mullas  mikrobioloogilist 
tegevust ja seega ka orgaanilise massi lagunemist ning mulla viljakuse tõusu (Valk 2005: 
65). 
Puude  kasvule  soodustavalt  mõjub  rabade  kuivendamine.  On  rohkesti  andmeid,  mis 
näitavad puude kasvu sõltuvust soovee taseme sügavusest. Mida maapinna lähedasem on 
rabavesi,  seda  halvemini  kasvavad  puud.  Kõige  kõrgemad   rabamännid   kasvavad  kõige 
sügavama  veetasemega  rabaosades  ja  vastu  pidi.  Mida  maapinnalähedasem  on  rabas 
veetase, seda maapinnalähedasem on ka puude  juurestus ja seda viletsam on nende kasv. 
Uurimused  on  näidanud,  et  kuivendamise  järel  puude  juurestussügavus  suureneb  ning 
omakorda puude kasv paraneb  (Valk 2005: 89). 
Kasvu  soodustava  või pärssiva tegurina saab välja tuua ka õhutemperatuuri. Nimelt sõltub 
õhutemperatuurist  füsioloogiliste  protsesside  ( assimilatsioon ,   hingamine ,  transpiratsioon) 
intensiivsus  ja  seega  ka  puude  kasv.  Näiteks  assimilatsiooni  intensiivsus  kasvab  koos 
temperatuuri tõusuga 0 kraadist kuni 30-35 kraadini. Veelgi kõrgema temperatuuri puhul 
assimilatsiooniprotsess  väheneb  järsult  ja  lakkab  täielikult  40-50  kraadise  temperatuuri 
juures.  Miinuskraadide  puhul  puude  uuenemine  väheneb  ja  takistuseks  on  see  ka  puude 
kasvule.  Samuti  on  selgesti  märgatav  hingamise  intensiivsuse  kasv  koos  temperatuuri 
tõusuga  0-40  kraadini.  Edasine  temperatuur  on  juba  puudele  kahjulik  ja  mõjub  kasvule 
pärssivalt (Valk 2005: 100). 
 
 
1.3.1 Toitained ja nende edasikandmine puudes 
 
Taimede  kõige   tähtsamateks   toiteelementideks    peetakse    lämmastikku,   fosforit   ja 
kaaliumit  (Valk  2005:  68)  ja  magneesiumit.  Vähesel  hulgal  on  vajalikud  veel  mitmed 
15 
 
ained, sealhulgas raud. Kõiki neid aineid saavad taimed peamiselt mullast,  ehkki  mõndagi 
saab  võtta  ka  lehtede  kaudu  õhust.  ( Pleijel   1993:  19).   Soode   puhul  pole  ka  kahtlust,  et 
kaltsium  on  üks  olulisemaid  tegureid,  millest  sõltub  turvasmuldade  viljakus  (Valk  2005: 
68).  
Puud nagu teisedki rohelised taimed saavad toitumiseks vajaliku süsiniku peamiselt õhust 
(Taimre  1989:  14).  Kasvuks  vajalikud  ained  hangivad  puud  mullast   juurestiku   abil,  kus 
saadakse  vesi  ja  vees  lahustunud  toitained.  Tulenevalt  sellest  sõltub  puude  kasv  suurel 
määral  kasvukoha  mullastikust  (Taimre  1989:  30)  ja  vee  kättesaadavusest  (Pleijel  1993: 
14).  Peale selle, et  vesi  on  oluline toitainete transportija on see vajalik  ka süsihappegaasi 
fotosünteesiks .  Viimase  peale   kulutab   puu  ainult  osa  veest,  suurem  osa   aurustub   lehtede 
või okaste kaudu ning mis on veevoolu liikumapanev jõud (Saarman, Veibri 2006: 26). 
Puud võtavad toitaineid  vesilahusest, mistõttu  nende kasv sõltub oluliselt  neid  toitva vee 
keemilisest koostisest ja olemasolust (Valk 2005: 83, 84). Rabades saavad puud vee kätte 
ka  kuivadel   aegadel   (Pleijel  1993:63).  Pigem  on  rabadele  iseloomulik  see,  et  puude 
juurestik   jääb  turba  püsiva  ladestumise  ja  pinnaveetaseme  tõusu  tõttu  paratamatult 
rabavette. Puude kasv soodes sõltub rabavee tasemest, vee  liikumisest , hapniku sisaldusest 
ja  keemilistest  omadustest  (vees  lahustunud  toitainete  sisaldus).  Hapnikuvaegus  ja 
süsihappegaasi üliküllus mõjub puude kasvule pärssivalt. Mida vähem liikuv on vesi, seda 
halvemad  on  tingimused  puude  kasvuks.  Turba  õhustatavuse  suurenemine,  mis  kaasneb 
soode kuivendamisel, tõstab soodes oluliselt mullaviljakust (Valk 2005: 83, 84).  
Paljud  uurijad  on täheldanud mineraalainesisalduse muutust vegetatsiooniperioodi jooksul: 
see  on  väiksem  kevadise  suurvee  ajal  ning  kasvab  pidevalt  suve  jooksul.  Põhjuseks  on: 
bioloogiliste   protsesside  aktiviseerumine  ja  aurumine,  mis  tõstab  soovees  ioonide 
kontsentratsiooni.  Soovee  tasemest  kõrgemal  toimub  intensiivne  orgaanilise  aine 
kuhjumine ,   mineraalained   jäävad   turbasse ,  kust  sademed  need  infiltreerumisel  välja 
uhuvad ning ioonisisaldus soovees kasvab. Seetõttu suurenebki suvel vegetatsiooniperioodi 
lõpuks soovees lahustunud mineraalainesisaldus märgatavalt ( Kink et al 1998: 23). 
 
 
 
16 
 
1.3.2. Õhusaaste mõju taimestikule 
 
Õhu kvaliteedi halvenemine kahjustab kogu elustikku (Maasikmets 2004: 33). Eeskätt aga 
pööratakse  tähelepanu  puudele,  mida  peetakse  keskkonna  tundlikumaiks  indikaatoriteks. 
Puud on kõige sobivamad keskkonna  alaste  muutustes hindamiseks. Neil on parim kontakt 
atmosfääriga ja tänu sellele filtreerivad nad ümbruses liikuvaid õhumasse teistest  taimedest  
paremini.  Inimtekkelise  õhusaaste   olemasolul   või  kliima  muutuse  puhul  reageerivad  nad 
koheselt  sellele  läbi  juurdekasvu  muutuse.  Sellest  tulenevalt  saame  läbi  puude  hinnata 
keskkonna   seisundit   ja  selle  sobivust  teistele  elusolenditele  (Stravinskiene,  Erlickyte-
Marčiukaitiene  2009:  140).  Peamiselt  on  tänapäeval  pööratud  tähelepanu  metsade 
kahjustumise peamisele põhjusele – reostusele happeliste saasteainetega (vääveloksiidid ja 
lämmastikoksiidid ) ning nende poolt taimedele avaldatava mõju hindamisele (Degtjarenko 
2010: 3).  
Keskkonna hapestumine õhust sadenevate happeliste ühendite poolt pole üksnes käesoleva 
aja  probleem,  vaid  ulatub  tagasi  juba  tööstusrevolutsiooni  algusaegadesse,  mil  inimesed 
hakkasid   ulatuslikumalt   kasutama loodusvarasid  ja põletama fossiilseid  kütuseid.  Esimest 
korda kasutas terminit  happevihm  19. sajandi keskel  Suurbritannia   keemik  Robert  Angus  
Smith. Ta pani tähele, et suurtes linnades, kus põletatakse palju  kivisütt , lagunevad hooned 
palju  kiiremini  kui  mujal  ja  süüdistas  selles  happelisi  sademeid.  Tänapäeval  teadlased 
tarvitavad  üldjuhul  nimetust  happeline  depositsioon  (sadestumine),  kuna  suur  osa 
happelistest ühenditest eraldub õhust ka täiesti kuiva ilmaga (Maasikmets 2004: 35-36). 
Happelised   ühendid  võivad  maapinnale  sattuda  koos  vihma,  udu  või  lumega 
(märgsadenemine),  aga  ka  läbi  kuivsadenemise,  see  tähendab  gaasilisel  kujul  või 
aerosoolidena.  Kuivdepositsiooni  põhjustavad  nii  õhurõhk  kui  ka  õhuvoolud,  mis 
kannavad  saasteained  maapinnale.  Kuivsadenemise  intensiivsus  sõltub  saasteainete  ja 
pinna keemilisest, füüsikalisest ja bioloogilisest omadusest (Maasikmets 2004: 37). 
Happelised sademed tekitavad lämmastiku ja väävli oksiidide lahustumisel vihmatilkades. 
Kuna  atmosfääri  koostisesse  kuulub  vääveldioksiid,  on  ka  puhas   vihmavesi   lahustunud 
     tõttu  nõrgalt  happeline  (pH=  5,5-6,0).  Terminite  happevihm  kasutatakse  üldiselt 
sademete puhul, mille pH on langenud alla viie (pH