Atmosferos apsauga

ĮVADAS

Aplinkos apsauga šiandien tapo vienu iš svarbiausių žmonijos sprendžiamų problemų. Kad po mūsų galėtų gyventi ateinančios kartos, privalome rūpintis visa mus supančia gamta. Vienas iš aktualių gamtos apsaugos klausimų yra atmosferos užterštumas ir galimybės jį sumažinti. Žinoma, gamyklų neuždarysime, tačiau visi drauge galime nuveikti nemažą darbą – nuo kieme surinktų šiukšlių iki gamtos apsaugos specialistų ir kitų pasaulyje dirbančių gamtos labui žinovų numatytų sprendimų įgyvendinimo.

APLINKOS ORO TERŠALAI

Mus supančiame ore gausu teršalų, kurie patekę į orą pakeičia jo sudėtį. Oro taršos šaltiniai skirstomi į dvi grupes
1. Gamtinius, kuriems priklauso ugnikalnių išsiveržimai, smėlio audros, miškų gaisrai, įvairūs cheminiai procesai.
2. Sąlygotus žmogaus veiklos (antropogeninius). Jie dar skirstomi į
a) Dulkes ir aerozolius;
b) Dujas.
Dulkės ir aerozoliai dažniausiai pastebimi plika akimi. Daugelis gamtoje susidarančių medžiagų nekeičia įprastos oro sudėties ir todėl negali būti priskiriamos teršalams. Tačiau jei tos pačios medžiagos yra antropogeninės kilmės, tai jos dažniausiai tampa teršalais.

Dalis oro teršalų pasižymi suminiu veikimu. Kadangi į aplinkos orą patenka daugybė įvairių teršalų, tai įvertinant bendrą užterštumą, neretai naudojamas kompleksinis oro užterštumo indeksas OUI.

1. Teršalų susidarymas
Svarbiausi antropogeniniai applinkos taršos šaltiniai yra energijos ir produktų gamyba, transportas, intensyvi gyvulininkystė.
Didžiausia, beveik 90% teršalų dalis susidaro degimo proceso metu: šiluminėse elektrinėse, pramoninėse ir namų ūkio katilinėse, transporto priemonių varikliuose ir t.t.

1.1 Teršalų susidarymas deginant kurą
Tai priklauso nuo deginimo technologijos pobūdžio, ku

uro rūšies ir degimo sąlygų. Pilnam kuro sudeginimui dėl kūryklos netobulumo ir nepakankamo kuro susimaišymo su oru niekuomet nepakanka stechiometrinio deguonies , t.y. oro kiekio. Trūkstant oro, kuras sudega nepilnai ir degimo produktuose padaugėja teršalų. Be oro trūkumo, nepilną kuro sudegimą gali sąlygoti šie faktoriai:
 Nepakankamas kuro ir oro išsimaišymas;
 Staigus liepsnos atšaldymas;
 Per mažas kuro išbuvimo laikas aukštų temperatūrų srityje;
 Liepsnos atvirumas erdvėje.
Svarbiausi aplinkos oro teršalai, susidarantys degimo procese, yra šie:
 Anglies monoksidas;
 Azoto oksidai;
 Sieros dioksidas;
 Kietos dalelės (suodžiai ir pelenai).
Deginant kai kurias kuro rūšis, galimas ir vandenilio halogenidų, ypač HCL ir HF išsiskyrimas.

1.2 Teršalų susidarymas gamybos procesuose

Tai gan sudėtingas teršalų šaltinis, kadangi kiekvienos pramonės šakos problemos oro taršos Atžvilgiu yra specifinės. Kiekvieno produkto gamyboje vyksta įvairūs mechaniniai, terminiai ir cheminiai procesai, nulemiantys teršalų susidarymą.
Daugelyje gamybos procesų, tokių kaaip cemento, stiklo, keraminių medžiagų, asfalto, kai kurių maisto produktų atskiros stadijos yra kuro deginimas, sukuriant aukštos temperatūros sąlygas.
Kietų dalelių išsiskyrimą sąlygoja birių žaliavų naudojimas ir susidarančių atliekų transportavimas. Kitas kietų dalelių susidarymo procesas – mechaninis žaliavų ir pusgaminių apdirbimas.
Lakūs organiniai ir neorganiniai junginiai dažnai yra sudėtinė žaliavų bei produktų dalis, todėl jie išsiskiria garų pavidale tiek technologinių procesų metu, tiek sandėliuojant žaliavas bei produktus. Be to šie teršalai susidaro ir aukštos temperatūros procesuose, kurių metu susidaro ir skystų (nelakių) organinių ir

r neorganinių aerozoliai.

1.2 Transporto priemonių sukeliama aplinkos oro tarša
Lietuvoje transportas (ypač automobilių) yra vienas pagrindinių aplinkos oro taršos šaltinių, kuris išmeta didelę dalį anglies monoksido, azoto oksidų ir lakių organinių junginių. Oro teršimas čia vyksta kaip ir kuro deginimo procese.
Nepilno sudegimo proceso metu iš automobilių išmetami šie produktai:
 Anglies monoksidas CO;
 Įvairūs angliavandeniai;
 Suodžiai.
Otto tipo varikliams naudojantiems benziną ar dujas, svarbiausios teršalų susidarymo priežastys yra šios:
 Mažų apkrovų ar variklio apsukų sąlygomis, automobiliui stovint vietoje dėl oro trūkumo padidėja CO ir angliavandenilių išsiskyrimas;
 Užvedant šaltą variklį, pradžioje naudojamas “riebus” degusis mišinys, todėl išmetama daugiau nesudegusių angliavandenilių;
 Blogai prižiūrint variklį ir ilgainiui dėvintis jo vidinėms detalėms, blogėja degimo proceso sureguliavimas, dėl to didėja CO ir angliavandenilių išmetimai.
Dyzeliniams varikliams dėl nepilno sudegimo svarbiausi yra suodžių ir kvapiųjų medžiagų išmetimai. Suodžių susidarymas priklauso nuo:
 Slėgio ir temperatūros;
 Kuro ir oro santykio;
 Degalų įpurškimo pradžios, pabaigos ir uždegimo proceso užvilkinimo.
Ypač esant nepakankamam išmaišymui, dyzeliniuose varikliuose vyksta pirolizė ir susidaro suodžiai. Melsvų, baltų dūmų išmetimus iš dyzelinių variklių sąlygoja nesudegusių angliavandenilių kondensavimasis.
Tiek benzininių, tiek ir dyzelinių variklių išmetimai dėl nepilno degalų sudegimo yra mažinami tobulinant variklio konstrukciją ir optimizuojant degalų sąnaudas, kaip pavyzdžiui filtrų naudojimas suodžių sulaikymui.

2. Teršalų kitimas ir sklaida

Išmesti teršalai yra veikiami oro, kitų cheminių medžiagų, lietaus ir t.t.

2.1 Meteorologinių sąlygų įtaka teršalų sklaidai
Oro teršalų sk

klaida priklauso nuo vėjo krypties, greičio ir vertikalaus oro judėjimo (turbulencijos). Vėjas ir turbulencija – tai procesai, kurių metu oro masės dėl temperatūrų skirtumo maišosi žemutiniame atmosferos sluoksnyje, kuris netolygiai įšildytas saulės spinduliais.
Teršalai yra išsklaidomi vėjo kryptimi. Vėjo dėka teršalų koncentracija už taršos šaltinio mažėja dėl praskiedimo. Koncentracijos sumažėjimas yra proporcingas vėjo greičio vektoriaus horizontaliai projekcijai.
Oro srautus įtakoja ir reljefo ypatumai – kalnai, slėniai, miškai. Tokiu būdu už platesnių kliūčių susidaro sūkuriai (aerodinaminiai šešėliai) su trumpalaikėmis didelėmis teršalų koncentracijomis.
Netaisyklingas vertikalus oro masių judėjimas atmosferoje vadinamas turbulencija, kuri būna dviejų tipų:
 Pirmojo tipo turbulenciją sukuria paviršiaus nelygumai. Kuo jie didesni ir kuo didesnis vėjo greitis, tuo ši turbulencija intensyvesnė.
 Antrojo tipo turbulenciją, taip vadinamą šilumine. Ji susidaro , kai kylant aukštyn mažėja oro temperatūra.
Oro judrumą vertikalia kryptimi žemutiniame atmosferos sluoksnyje sąlygoja tai, kad Žemės paviršius yra įkaitinamas ne saulės spinduliais, bet nuo įkaitusio paviršiaus atsispindėjusiais infraraudonais spinduliais bei orui tiesiogiai liečiantis su žemės paviršiumi. Tuo būdu temperatūra, tolstant nuo žemės paviršiaus, žemėja.

Be temperatūros gradiento, žemutiniame atmosferos sluoksnyje esama ir slėgio. Kylantis oras patenka į žemesnio slėgio sritis, kur išsiplečia ir atvėsta. Besileidžiantis oras patenka į aukštesnio slėgio sritis, kur susispaudžia ir įšyla.
Temperatūrų kitimai dėl slėgių skirtumo vadinami adiabatiniu temperatūros gradientu.
Judraus sluoksnio susidarymas daugiausiai priklauso nuo Žemės paviršiaus įšildymo sa
aulės spinduliais. Didžiausia turbulencija pasiekiama vidurdienį, o nakčiai būdinga mažiausia turbulencija. Be tokio paros ritmo esti ir metinis turbulencijos ritmas, kurio didžiausia reikšmė pasiekiama vasarą. Tokie ritmai kaitalioja turbulencinę atmosferos struktūrą ir jos savybes maišytis. Didelė turbulencija gerai paskirsto teršalus, todėl negali susidaryti didelė jų koncentracija.
Jei temperatūros gradientas sutampa ar yra artimas adiabatiniam, turime neutralų atmosferos sluoksnį. Jei temperatūros mažėjimas kylant aukštyn yra mažesnis, turėsime pastovų atmosferos sluoksnį. Toks reiškinys atmosferos sluoksnyje vadinamas inversija. Šiomis sąlygomis neįmanomas joks fiksuoto oro tūrio judėjimas. Inversija veikia kaip kliūtis konvekcijos procesuose bei apriboja teršalų sklaidą.
Yra du inversijų tipai:
1. Pažemio inversija, kurios metu Žemės paviršių dengia šaltesnio oro sluoksnis, o temperatūra didėja nuo Žemės paviršiaus iki inversijos viršutinės ribos. Toliau temperatūra vėl dėsningai mažėja. Esant mažam debesuotumui ir silpnam vėjui, žemės paviršiu vėsta – spinduliavimo balansas bus neigiamas, nes Žemės paviršius nebegaus saulės spindulių energijos ir jis nebegalės vėl įšilti. Tokiu būdu pažeminis sluoksnis atvėsta labiau nei aukštesnis. Kai Saulė vėl įkaitina paviršių, inversija išnyksta.
2. Slėgio inversija vyksta tada, kai apatiniai sluoksniai kyla aukštyn ir susiduria su beslūgstančiu oru, o tose vietose susidaro atskiriamasis sluoksnis, kurio viduje oras juda horizontaliai. Šis sluoksnis viršuje yra šiltas, apačioje šaltas, taigi ir inversinis.
Jei dideliame plote užslenka viena ant kitos skirtingų temperatūrų oro masės, tuomet gal susidaryti aukštesniosios inversijos.

2.2 Teršalų debesies formos
Atmosferos pastovumo sąlygos įtakoja išmetamų teršalų debesies formas:
1. Banguota forma būdinga didelės konvekcinės turbulencijos sąlygomis, kai yra judri maišymosi sluoksnio būsena.
2. Kūgio forma būdinga neutraliai maišymosi sluoksnio būsenai, kuomet dominuoja nedidelė mechaninė turbulencija.
3. Vėduoklės forma būdinga stabiliai sluoksnio būsenai (inversijos sąlygomis). Mechaninė turbulencija šiuo atveju labai silpna. Didesnė dalis teršalų vėjo kryptimi nunešama gana toli nuo teršalų išmetimo šaltinio.
4. Dūminanti forma susidaro tuomet, kai teigiamo temperatūros gradiento maišymosi sluoksnį iš viršaus riboja inversinis sluoksnis. Šiuo atveju teršalai sklaidosi pažeme.
5. Kylanti forma būna tada, kai išmetimo šaltinio žiotys randasi teigiamo temperatūros gradiento maišymosi sluoksnyje, žemiau kurio turime inversinį sluoksnį. Čia teršalai sklaidomi viršutiniame sluoksnyje, o į apatinį inversinį nepatenka.
Pavojingiausios yra banguota ir dūminanti teršalų debesų formos.

2.3.Teršalų sklaidos modelis
Teršalų veikimo intensyvumas iš vienos pusės priklauso nuo išmestų teršalų kiekio ir iš kitos pusės nuo sklaidos sąlygų. Be reljefo, sklaidai įtakos turi meteorologinės sąlygos, pirmiausia vėjas ir turbulencija.
Teršalų sklaida remiasi dviem skirtingais mechanizmais:
 Teršalai pernešami vėjo kryptimi
Teršalai išsklaidomi dėl atmosferos turbulencijos. Remiantis žiniomis apie teršalų debesies dydžio kitimus erdvėje ir laike bei atsižvelgiant į turbulenciją, galima apskaičiuoti išsklaidytų teršalų koncentraciją.
Sklaidos skaičiavimo kokybė priklauso nuo sklaidos sąlygų kitimo laiko bėgyje tikslumo. Skaičiavimui naudojamas Gauso modelis. Skaičiuojant nėra atsižvelgiama į jokius fizinius ar cheminius teršalų kitimus.
Be Gauso, teršalų sklaidos skaičiavimams gali būti taikomi ir kiti matematiniai modeliai. Kiekviename jų atsižvelgiama į teršalų advekciją bei difuziją.
Svarbi matematinių-meteorologinių teršalų sklaidos modeliavimų dalis yra antrinių teršalų koncentracijos apskaičiavimas.naudojamų modeliavimo lygčių patikimumas priklauso nuo to, ar pakankamai tiksliai imituojami atmosferoje vykstantys fiziniai ir cheminiai teršalų kitimai.
Dėl didelio cheminių reakcijų atmosferoje skaičiaus minėtas lygtis reikia supaprastinti, apribojant turimų komponentų skaičių.

3. Cheminiai teršalų kitimai atmosferoje

Dauguma išmetamų teršalų nėra chemiškai patvarūs, todėl jie atmosferoje kinta cheminių reakcijų dėka. Šis kitimas dažnai apima kelias stadijas, kuriose susidaro tarpiniai produktai. Nustatant teršalų poveikį ir renkantis atitinkamą matavimo techniką, svarbu žinoti, kokie gali būti išmetamų teršalų cheminiai pakitimai.
Atmosferoje vyksta įvairios ir sudėtingos reakcijos. Atomų ir radikalų koncentracijų atmosferoje arba visai negalima išmatuoti, arba tik atskirais laiko momentais. Todėl šias koncentracijas galima numatyti tik teoriniais skaičiavimais. Jei šie skaičiavimai teisingi, gaunamos tik “vidutinės” atomų ir radikalų koncentracijos, todėl galimi išmestų radikalų kitimai modeliuojami apsiribojant galutiniais produktais, kurie svarbūs savo poveikiu aplinkai.

3.1 Bendri teršalų cheminių kitimų atmosferoje dėsningumai

3.1.1. Terminė atmosferos struktūra ir oro teršalai
Dėl Saulės poveikio įvyksta daug cheminių reakcijų. Skirtingos elektromagnetinių bangų sritys inicijuoja skirtingas reakcijas.
Žemiausia atmosferos sluoksnis vadinamas troposfera. Čia temperatūra siekia 288K. Kylant aukštyn, atmosferos oro temperatūra mažėja: maždaug kas kilometrą oras atšąla 10K. Tačiau visame atmosferos sluoksnyje nėra pastovaus temperatūros žemėjimo, nes 12, 50 ir 80 km aukštyje temperatūros kitimas pasisuka priešingomis kryptimis. Šios sritys vadinamos pauzėmis, o visas atmosferos sluoksnis – tropopauze.
Didesnė teršalų dalies sklaida, cheminiai kitimai ir nukenksminimas vyksta troposferoje. Debesų ir kritulių susidarymas yra svarbiausias “valymo” mechanizmas.
Vidutinis teršalų gyvavimo laikas nustatomas pagal teršalų skilimo greitį ir yra susijęs su jų sklaida erdvėje. Medžiagos, kurių skilimo greitis yra labai mažas, gali būti tolygiai vėjo išsklaidytos po visą Žemės rutulį.
3.1.2. SO2 oksidacija
Prieš patekdamas ant augalų ar Žemės paviršiaus SO2 oksiduojasi iki sieros rūgšties ar sulfatų. Šios reakcijos yra homogeninės (dujinė fazė) ir heterogeninės (ant lašelių ar kietų dalelių paviršiaus). Susidaręs sulfatas kietų dalelių pavidalu išsilaiko atmosferoje ilgiau nei SO2, kurio gyvavimo laikas yra viena diena. Vasarą, esant aukštesnei temperatūrai ir didesniam Salulės spindulių intensyvumui, SO2 oksidacijos sąlygos yra geresnės, nei žiemą, nes kai yra žemesnė temperatūra ir tuo pačiu mažesnis SO2 kitimo greitis, SO2 pernešamas toliau.
3.1.3. Azoto oksidų reakcijos atmosferoje
Atmosferos taršos atžvilgiu azoto oksidai, ypač NO ir NO2 yra labai reaktingi, nes turi nesuporuotą elektroną ir tai nulemia jų molekulių radikalinį charakterį.
Ozono koncentracija priklauso nuo NO/ NO2 koncentracijų santykio ir nuo šviesos intensyvumo. Jei NO kiekis pastoviai atsinaujina, tuomet santykis NO/ NO2 išlieka mažas. Tai reiškia, kad esant intensyviam Saulės poveikiui, ozono susidaro mažai.
3.1.4. Ozono vaidmuo atmosferoje
Ozonas susidaro UV spindulių poveikyje ir jo sluoksnis apsaugo Žemės paviršių nuo kenksmingo ultravioletinių spindulių poveikio. Įvairūs teršalai ardo ozono sluoksnį.
Maišantis visai atmosferai, į troposferą patenka ozonas. Jo koncentracija nuo stratosferos iki tropopauzės stipriai sumažėja ir maždaug 12 km aukštyje virš Vidurio Europos tampa pastovesnė. O3 susidarymas ir sunaudojimas cheminiuose procesuose mažai priklauso nuo vietovės geografinio aukščio, taigi priežeminės ozono koncentracijos dydį lemia nuotolis nuo taršos šaltinių..
3.1.5. Anglies junginiai atmosferoje
Lakūs organiniai junginiai (LOJ) yra nepilno degimo produktai ir gamybos procesų metu susidarančios medžiagos. Jie blogai tirpsta vandenyje ir iš atmosferos pašalinami homogeninių reakcijų, dalyvaujant OH radikalams.
Neorganiniai anglies junginiai – anglies monoksidas CO susidaro oksiduojantis metanui bei kitiems organiniams junginiams. Iš atmosferos jie pašalinami reaguojant su OH radikalais. O,04 % CO2 kiekį lemia tarp kvėpavimo bei puvimo ir fotosintezės procesų nusistovėjusi pusiausvyra.
3.1.6. Kietos dalelės ir aerozoliai atmosferoje
Šios dalelės dar vadinamos dulkėmis skiriasi dydžiu bei chemine sudėtimi. Šį skirtumą lemia įvairūs dalelių susidarymo mechanizmai.
Stambios kietos dalelės į atmosferą patenka vėjo sukeltos erozijos dėka dūlant mineralams, smėlio audrų, miškų gaisrų metu, išsiveržiant ugnikalniams. Dalelių sudėčiai būdingi tokie elementai kaip silicis, aliuminis, kalcis, titanas, geležis.
Pramoninius stambių dalelių išmetimus stipriai sumažina šiuolaikinės kietų dalelių sulaikymo technologijos.
Mažos dalelės atmosferoje gali susidaryti ir tarpusavyje reaguojant dujinėms medžiagoms. Cheminių aerozolių kitimus įtakoja ir dalelių paviršiuje vykstančios įvairios reakcijos bei hidratinis dalelių apvalkalas didesnės drėgmės atveju.
Lietaus vandens ir sniego cheminę sudėtį lemia dujų absorbcija vandens lašeliais ir kietų dalelių patekimas į juos. Dėl daugelio dujinių teršalų pakankamai ilgo išbuvimo atmosferoje laiko debesyse nusistovi pusiausvyra. Dalelių patekimą į lašelius lemia atmosferos turbulencija. Didesnis medžiagų kiekis krituliuose pastebimas arčiau pramoninių rajonų.

4. Teršalų poveikis

Dėl žmogaus veiklos į aplinkos orą išmetama labai daug teršalų, o iš jų susidaro antriniai teršalai visi teršalai dalyvauja medžiagų apytakos cikle. Mitybos grandinė sujungia aplinkos oro taršą su augalų ir gyvūnų pasauliu. Netiesioginiai poveikiai klimatui ir gyvenamajai vietai įtakoja ne tik žmogaus sveikatą, bet ir jo emocinę būseną.

4.1 Galimų žalingų poveikių įvairovė
Žalingi poveikiai – tai ligos ar net mirtini atvejai. Padaryta žala dažniausiai išryškėja negreit. Žalingi poveikiai skirstomi į pataisomus ir nepataisomus. Visuomet reikia atsižvelgti į veikimo sustiprinimo ir susilpninimo tikimybes, nes daugelis aplinkos teršalų veikia vieni kitus minėtomis savybėmis.
Todėl mums reikia žinoti kaip aplinkos teršalai veikia žmogų, gyvūnus, augalus, materialines ir kultūrines vertybes, galiausiai ir klimatą. Ypač svarbu, kaip teršalai įtakoja cheminius procesus ir į Žemę patenkantį Saulės energijos kiekį.

4.2. Teršalų kelias poveikio į vietą
Visais atvejais aplinkos oro teršalų veikimą sąlygoja jų iškritimas. Dujinių medžiagų nusėdimą lemia difuzijos procesai, taip didelę įtaką turi vėjas.
Nusėdančių medžiagų kontaktas su veikiamu paviršiumi priklauso nuo jo savybių. Vandenyje tirpių dujų ar kietų dalelių nusėdimą pagerina tą paviršių gaubianti vandens plėvė. Galiausiai teršalai gali patekti į veikiamo objekto vidų, dažniausiai difuzijos būdu. Teršalų invaziją į organizmą lemia jo sandaros ir funkcionavimo ypatybės..

4.3 Teršalų poveikis žmogaus sveikatai
Kiekvienam suaugusiam žmogui per dieną reikia apie 20m3 oro. Ore esantys teršalai patenka į organizmą ir jame kaupiasi. Teršalų kenksmingumas priklauso nuo šių faktorių:
 Atskirų medžiagų toksiškumo;
 Teršalų dozės, kurią nulemia koncentracija ir veikimo laikas;
 Grupės medžiagų kompleksinis veikimas;
 Aplinkos sąlygos: temperatūra, šviesa oro judėjimas, drėgmė ir kt.;
 Žmogaus amžius ir sveikatos būklė.
Žalingo teršalų poveikio žmogui pasekmės yra fiziniai ir psichiniai sutrikimai. Informaciją apie oro užterštumą gali suteikti regėjimas, uoslė.
Poveikis žmonių sveikatai yra pagrindinis teršalų išmetimo į aplinkos orą apribojimo argumentas. Daug žinių apie teršalų poveikį pateikia darbo medicinos mokslas, nustatantis priklausomybę tarp profesinių ligų ir organizmo kontakto su teršalais.

4.4 Teršalų kelias į žmogaus organizmą
Didžiausia teršalų dalis patenka į žmogaus organizmą per kvėpavimo sistemą. Nosiaryklė ir pirminiai bronchai padengti gleivių sluoksniu, kuris sulaiko ne tik daleles, bet ir vandenyje tirpias dujas.
Lemiamas faktorius nusėdant dujiniams teršalams kvėpavimo sistemoje yra jų tirpumas vandenyje. Dirginančiu poveikiu pasižyminčios dujos veikia kvėpavimo takų sienelių nervus ir tuo būdu sąlygoja reiškinius, kaip čiaudulys, kosulys ar pagreitintas kvėpavimas. Kai kurios medžiagos sukelia kvėpavimo takų susiaurėjimą.
Teršalų poveikis pasireiškia nuo lengvo akių, odos ar gleivinės dirginimo iki mirties. Veikiami ir kiti organai.

5. Teršalų įtaka klimato kaitai

Kiekybiškai prognozuoti klimato kaitą yra sunku. Šiuo metu, įvertinant antropogeninę veiklą, numatyta vidutinės Žemės paviršiaus temperatūros kilimo tendencija yra 10C/100 metų. Visuotinį Žemės paviršiaus temperatūros pakilimą gali nulemti toliau išvardinti faktoriai.
5.1. Stratosferos ozono nykimas
Viršutinėje stratosferoje ozono sluoksnis yra didesnis ir veikia kaip apsauginis filtras nuo UV spindulių. Ozono absorbuota energija toliau išspinduliuojama įvairiomis kryptimis ir didesnio bangos ilgio srityje. Tik dalis Saulės energijos pasiekia Žemės paviršių. Visa eilė antropogeninės kilmės atmosferos teršalų gali šį ozono sluoksnį sunaikinti. Dėl to įšyla Žemės paviršius, sumažėja terminis sluoksnio stabilumas ir padidėja UV spindulių intensyvumas atmosferoje.
Stratosferos ozoną naikina dvi medžiagų grupės: freonai ir azoto oksidai. Chemiškai patvarūs freonai atmosferoje išlieka nepakitę apie 50-100 metų, todėl per ilgesnį laiką jie pasiekia viršutinius atmosferos sluoksnius bei vyksta ozono skilimo reakcijos.
O3 skilimą greitinantys azoto oksidai į stratosferą daugiausiai patenka iš karo lėktuvų reaktyvinių variklių bei raketų nešėjų. Tobulinant degalų taupymo sistemas lėktuvų varikliuose angliavandenilių išmetimas mažėja, o azoto oksidų – didėja. Tokiu būdu ozonas skaldomas 8—12 km aukštyje. Panašiai kaip ir freonai, ozono skilime gali dalyvauti ir N2O, kurios susidaro dirvoje vykstančių nitrifikacijos ir denitrifikacijos procesų dėka ir palengva patenka į stratosferą.

5.2. Šiltnamio efektas
Pakilus Žemės paviršiaus temperatūrai daugiau išgaruoja vandens ir jo koncentracija troposferoje padidėja. Vandens garai yra viena iš svarbiausių troposferoje esančių oro priemaišų, kurios sugeria ir išsklaido IR spindulius. Dėl to didėja šiltnamio efektas, t.y. Žemės paviršiaus ir troposferos oro temperatūros pakilimas. Tai susiję su energijos gamybos didėjimu, kuomet vis daugiau sudeginama kuro.
Miškų kirtimas, kitos augalinės biomasės nykimas trikdo fotosintezės procesą ir labai pažeidžiamas anglies ciklas Žemėje. Tuo pat metu tropinių miškų gaisrų metu irgi išmetami dideli CO2 kiekiai.

5.3. Temperatūros žemėjimas, didėjant debesuotumui ir dulkių kiekiui atmosferoje
Žemės paviršiaus temperatūra krinta tuomet, kai sumažėja į jį patenkančios Saulės energijos kiekis. Tam gali turėti įtakos atmosferoje esantys vandens lašeliai arba dulkės, kurie atspindi ir išsklaido šviesą, keičia jos kryptį ir dalinai šią šviesą sugeria. Todėl Žemės paviršių pasiekia tik dalis į jį krintančios Saulės šviesos. Svarbiausi aerozolių šaltiniai atmosferoje yra ugnikalnių išsiveržimai, kurių poveikis klimatui yra ženklus.

5.4. Poveikis materialinėms ir kultūrinėms vertybėms
Šį poveikį apibūdina veikiamo objekto paviršiaus korozija, jis priklauso nuo klimato. Daugiausia oro teršalai veikia tokias statybines ir konstrukcines medžiagas kaip plienas, betonas, plastmasės, nemažai nukenčia ir iš gamtinių statybinių medžiagų pastatyti istoriniai paminklai. Didesnius paviršių korozijos greičius lemia blogesnė išmetamų teršalų sklaida, t.y. didesnė jų koncentracija nedidelėje erdvės dalyje. Metalinių paviršių koroziją stipriai pagreitina rūgščių dulkių ir dalelių nusėdimas, dalyvaujant oro drėgmei.

5.5. Poveikis augalams
Aplinkos oro teršalai tiesiogiai arba netiesiogiai veikia tiek laukinius, tiek kultūrinius augalus, dėl to gali pakisti jų biologinės funkcijos. Poveikis gali būti žalinga arba naudingas, nes nusėdę teršalai tarsi patręšia augalus. Iš kitos pusės, padidėjusi teršalų įtaka gali sutrukdyti natūralias augalų funkcijas. Tokia žalai gali turėti tiek ekonominę, tiek emocinę reikšmę bei atsiliepti žmogaus gyvenimo lygiui. Didžiausia tokio veikimo pasekmė yra ištisų ekosistemų sunaikinimas.

5.6. Veikimo pasekmių priklausomybė nuo veikimo dozės
Aplinkos oro teršalų poveikis augalams kokybiškai ir kiekybiškai priklauso nuo aplinkos užterštumo, pačios aplinkos parametrų bei pačių augalų:
a) Teršalai – koncentracija, veikimo laikas, dažnumas;
b) Išoriniai augalų auginimą įtakojantys faktoriai – šviesa, temperatūra, drėgmė, vandens ir maisto medžiagų tiekimas
c) Individualūs faktoriai: augalų rūšis, veislė, išsivystymo stadija ir t.t.
Teršalų poveikis žemės ūkio kultūroms yra kur kas svarbesnis nei intensyviai naudojamiems augalams. Jei bandymai atliekami su vienmetėmis žemės ūkio kultūromis, tai galima ištirti poveikio pobūdį per visą augalo gyvenimo ciklą. Daugeliui kultūrinių augalų yra nustatytos kai kurių dujinių teršalų žalingos dozės, išreiškiamos koncentracijomis ir veikimo laiku.

5.7. Fotooksidantų ir rūgščių junginių žala augalams
Į augalų lapus ar spyglius teršalai patenka trimis keliais:
a) Per lapų ir spyglių žioteles
b) Per išorinę dangą, kurios viršutinę dalį sudaro apsauginis kutino sluoksnis.
Tiesioginį fotooksidantų veikimą žiotelių srityse sustiprina rūgštūs junginiai, tačiau rūgštūs teršalai yra sąlyginai silpni oksidantai, nes jų veikimas stiprus tik esant labai didelėms koncentracijoms. Šie teršalai į augalo organizmą patenka ir kitais keliais, pavyzdžiui per šaknis.
Lapuose ir spygliuose taip pat kaupiasi ir sieros junginiai. Dėl to labai pakenkiama spygliuočių medžių spygliams, kurie pradeda kristi.
Reguliarus rūgščių patekimas į dirvą sutrikdo buferines dirvos savybes ir galiausiai sumažina jos pH. Dėl visų minėtų priežasčių sumažėjęs fotosintezės proceso intensyvumas gali įtakoti šaknų srities aprūpinimą asimiliatais ir tuo pačiu mažų šaknelių susidarymą, padidėja augalo jautrumas šalčiui.

Leave a Comment