- Įvadas
- 1. Oro tarša. pagrindinai oro teršalai
- 2. Teršiančių medžiagų emisija į orą
- 2.1 Teršiančių medžiagų emisija į orą lietuvoje
- 3. Miestų oro kokybė
- 4. ,,šiltnamio efektas” – pasaulinis klimato atšilimas
- 5. Pažemio ozono koncentracijų kitimas
- 6. Stratosferos ozono sluoksnio nykimas
- 7. Tolimosios užteršto oro pernašos. rūgštieji lietūs
- 8. Naudota literatūra
1. Oro tarša. pagrindinai oro teršalai
Prieš pradedant kalbėti apie oro taršą, pravartu prisiminti natūralią oro sudėtį, į kurią įeina azotas – apie 78% oro tūrio, deguonis – apie 21%, argonas – 0,9%, anglies dioksidas – 0,035% ir labai nedideli kiekiai neono, helio, kriptono bei kitų inertiškų dujų.
Iš gamtinių ir antropogeninių taršos šaltinių į orą patenka daugybė įvairiausių teršiančių medžiagų, kurios dažnai yra vadinamos oro priemaišomis. Pagrindinę šių teršiančių medžiagų dalį sudaro anglies, sieros ir azoto oksidai, kietosios dalelės (cementas, asbestas, metalai ir kt.), amoniakas, įvairūs anglaivandeniai bei lakūs organiniai junginiai.
Patekę į orą pirminiai teršalai transformuojasi, sudarydami naujas medžiagas arba jų junginius, kurie dažnai yra žymiai pavojingesni gyvajai gamtai ir žmogui nei pirminiai teršalai. Pavyzdžiui, iš sieros ir azoto oksidų susidaro sieros ir azoto rūgštys, o veikiant ultravioletiniams spinduliams susidaro taip vadinami fotocheminiai oksidai – ozonas, formaldehidas ir kt.
Teršiančios medžiagos ore būna dujine arba aerozolių pavidalu.
Prisiminsime, kad aerozoliais laikomos labai smulkios kietosios arba skystosios dalelės, pasklidusios dujinėje terpėje. Pagrindinė teršiančiūjų medžiagų dalis (apie 90%) į orą patenka dujų pavidalu, o likusi dalis –
kietųjų dalelių pavidalu ir tik nežymią emisijos į orą dalį sudaro skysti aerozoliai. Dujinės medžiagos, patekusios į orą, alaipsniu virsta į aerozolius. Ypatinagi intensyviai aerozoliai formuojasi debesyse ir rūke.
Galimi trys pagrindiniai dujų virsmo į aerozolius keliai:
• Įvykus cheminėms reakcijoms, susidaro persotinti naujų medžiagų garai, kurie kondensuojasi ant jau egzistuojančiųjų aerozolio dalelių;
• Cheminės dujų reakcijos vyksta jau egzistuojančiųjų aerozolių paviršiuje, sąlygodamos šių aerozolių augimą;
• Vandens lašeliai sugeria dujas, vykstant reakcijoms visame lašo tūryje.
Patekusių į orą ar transformuotų teršalų poveikis priklauso ne tik nuo šių medžiagų ir junginių ar mišinių toksiškumo, bet ir nuo jų egzistavimo ore trukmės. Vienos medžiagos ore egzistuoja palyginti trumpai (vieną ar kelias dienas) ir yra transformuojamos arba pašalinamos iš oro sausų ar šlapių iškritų pavidalo, o kitų teršiančių medžiagų egzistavimo atmosferoje trukmė matuojamas dešimtimis ar net šimtais metų (1 lentelė). Bendras dėsningumas yra toks – trumpai egzistuojančios teršiančios medžiagos dažniausiai sąlygoja lokalias arba regionines aplinkos problemas, o ilgai egzistuojančios – globalias aplinkos problemas.
Kaip matome iš 1 lentelėje pateiktų duomenų, patekusių į orą sieros ir azoto oksidų egzistavimo laikotarpis yra gana trumpas (apie vieną parą), tačiau iš jų susidarę antriniai teršalai – sulfatai, nitratai, sieros ir azoto rūgštys aerozolio formoje egzistuoja apie tris paras ir, periš iškrisdami rūgščiųjų lietų pavidalu, gali nukeliauti šimtus ar net tūkstančius kilometrų. Tuo tarpu anglie dioksido ir freonų egzistavimo atmosferoje laikas matuojams dešimtmečiais ar net šimtais metų, todėl net ir labai sumažinus jų emisiją į orą, globalinio klimato atšilimo ir strtosferos ozono sluoksnio irimo problemos egzistuotų dar ilgą laiką.
1 lentelė
Teršiančių medžiagų egzistavimo atmosferoje trukmė
|Teršianti medžiaga |Trukmė |
|Sieros ir azoto |1 para |
|oksidai | |
|Amoniakas |1 para |
|Sulfatai, nitratai, |3 paros |
|amonis | |
|Sieros, azoto |3 paros |
|rūgštys | |
|Metanas |7-10metų |
|Anglies monoksidas |0.5 metų |
|Anglies dioksidas |50-100 metų|
|Freonai |50-100 metų|
Oro tarša sąlygoje netik paties oro kokybės blogėjimą ir tiesioginį neigiamą poveikį gyviems organizmams, bet pagrindinė į orą patekusių teršalų dalis po sudėtingų transformacijų anksčiau ar vėliau, arčiau ar toliau nuo taršos šaltinių vistiek grįžta į žemę, užteršdami dirvožemį ir vandens telkiniu, bei sukeldami įvairias papildomas aplinkos problemas.
2. Teršiančių medžiagų emisija į orą
Pasauliniu mastu iš gamtinių taršos šaltinių į orą kasmet patenka apie du milijardus tonų teršiančių medžiagų. Tuo tarpu pasaulinė antropogeninė emisija į orą, Juntinių tautų aplinkos programos (UNEP) 1990 metų duomenimis, sudaro apie 420 milijonų ton.
Nors bendras antropogeninės emisijos į orą kiekis yra beveik penkis kartus mažesnis nei gamtinės, ačiau sieros ir azoto oksidų antrpogeninė emisija dabartiniu metu beveik tris kartus viršija gamtinę šių junginių emisiją.
Įvairūs statiniai aplinkos teršimo duomenys dažnai nustatomi įvairiais netiesioginiais būdais (pagal sudeginto kuro kiekį ir pan.). vykdoma išmetimų į orą registracija taipogi nepasižymi aukštu tikslumu, todėl ir pateikiami duomenys yra apytikriai, ypač kalbant apie pasaulinio ar kontinentinio masto suvestines. Net apie
Lietuvos emisiją į orą įvairiuose šaltiniuose galima rasti gana skirtingus duomenis, tačiau šie duomenys gana gerai atspindi bendrąsias oro teršimo tendencijas.
2 lentelė
Pasaulinė antropogeninė pagrindinių teršiačių medžiagų emisija į orą
|Teršianti |Kiekis, |
|medžiaga |mln.t. |
|Sieros dioksidas|100 |
|Azoto oksidai |70 |
|Kietosios |60 |
|dalelės | |
|Anglies |180 |
|monoksidas | |
|Viso |415 |
Duomenys apie metinę pasaulinę pagrindinių teršiančių medžiagų emisiją į orą pateikti 2 lentelėje. Kaip matome beveik pusę visos antropogeninės emisijos į orą sudaro anglies monoksido emisija, kurią daugiausia sąlygoja transportas. Sieros dioksido emisija sudaro apie šimtą milijonų tonų per metus, o azoto oksidų ir kietųjų dalelių (dulkių) į orą kasmet išmetama 60
– 70 milijonų tonų. 2 lentelėje pateiktos teršiančios medžiagos sudaro apie
90% visos emisijos.
Pažymėtina, kad tarp išsivysčiusių ir besivystančių šalių skirtingų teršiančių medžiagų emisija pasiskirsto gana skirtingomis proporcijomis.
Jei sieros ir azoto oksidų išsivysčiusiose ir besivystančiose šalyse į orą išmetama beveik po lygiai, tai išsivysčiusių šalių indėlis į pasaulinę anglies monoksido emisiją yra beveik tris kartus didesnis nei besivystančių šalių. Anglies monoksido emisiją daugiausia sąlygoja transportas. Tuo tarpu dulkių emisijos atžvilgiu vaizdas yra atvirkščias – tris ketvirtadalius pasaulinės kietųjų dalelių emisijos sudaro besivystančių šalių emisija.
Apibendrintų pastarojo dešimtmečio duomenų apie pasaulinės emisijos į orą pokyčius kol kas nėra paskelbta, tačiau iš įvairių fragmentiškų informacijos šaltinių galima spręsti, kad bendroji pasaulinė emisija per pastarajį dešimtmetį pasikeitė palyginti nežymiai, nes gana ženglų emisijos (ypač sieros dioksido ir anglies monoksido) mažėjimą išsivysčiusiose šalyse kompesuoja jos augimas besivystačiose šalyse. Tikėtiniausia, kad per pastarąjį dešimtmetį kiek sumažėjo pasaulinė sieros ir anglies oksidų emisija, beveik nepakito dulkių emisija ir padidėjo azoto oksidų emisija.
Prognuozuojama, kad azoto emisijos augimas tęsis ir toliau ir iki 2020 metų
Azijoje azoto oksidų emisija išaugs beveik 40%, o Centrinėje Amerikoje beveik 20%. Europoje per tą patį laikotarpį taipogi numatomas nežymus (1-
3%) azoto emisijos augimas.
Duomenys apie Europos šalių emisiją yra kur kas tikslingesni nei duomenys apie asaulinę emisiją. Nuo 1985 metų pagal tarptautinę programą
CORINAIR vykdoma reguliari Europos šalių emisijos į orą apskaita, o nuo
1990 metų pagal Tolimųjų tarpvalstybinių užteršto oro pernašų konvencijos reikalavimus ši apskaita buvo patobulinta ir reguliariai skelbiami duomenys ne tik apie įvairių šalių emisiją, bet ir apie oro kokybę, teršiančių medžiagų pernašas bei sausas ir šlapias jų iškirtas.
Sieros di…oksido mažėjimas anksčiausiai prasidėjo Skandinavijos šalyse, kai per penkis metus (1985-1990) ji sumažėjo beveik dvigubai. Vakarų
Europos šalyse ntensyvesnis sieros emisijos mažėjimas prasidėjo tik nuo
1990-1992 metų. Tuo tarpu buvusio tarybinio bloko šalyse (Rytų Europa ir
Baltijos alys) sieros emisijos mažėjimas akivaizdžiai siejasi su šio bloko griūtimi ir prasidėjusiu ransformaciniu ekonomikos nuosmukiu.
Detaliau paanalizuosiu tik apibendrintus buvusių skirtingų politinių sistemų šalių duomenis, apjungdami Šiaurės ir Vakarų Europos šalis į vieną grupę (Vakarų Europa), o Rytų r Baltijos šalis į kitą grupę (Rytų Europą).
Akivaizdesniam palyginimui 1985 metų duomenys prilyginti 100 procentų.
Iš 1 grafike akivaizdžiai matyti, kad Vakarų Europos šalyse sieros emisijos mažėjimas prasidėjo anksčiau ir per visą nagrinėjamą laikotarpį vyko gana tolygiai. Tuo tarpu Rytų Europos šalyse, dėl aukščiau minėtų priežasčių, sieros emisijos mažėjimas prasidėjo vėliau, tačiau vyko sparčiau ir praeito šimtmečio pabaigoje abiejų grupių šalyse ji sudarė apie
40% 1985 metų lygio, tai yra palyginus su 1985 metų sieros emisija, abiejų grupių šalyse ji sumažėjo gana vienodai, tai yra apie 60%.
Azoto oksidų emisijos pakyčių tendencijos yra visiškai kitokios nei sieros. Iš 2 grafiko visų pirma matyti, kad tiek Vakarų Europos tiek Rytų
Europos šalyse azoto oksidų emisija iki 1989 metų ne tik kad nemažėjo, bet po truputį didėjo ir ši tendencija ryškiau pasireiškė Vakarų Europos šalyse. Nuo 1990 metų užfiksuota azoto oksidų emisijos mažėjimo tendencija, tačiau Rytų Europos šalyse ši tendencija žymiai ryškesnė ir XX amžiaus pabaigoje, palyginus su 1985
metais, Rytų Europos šalyse azoto oksidų emisija buvo 40% mažesnė, o Vakarų
Europos šalyse per tą patį laikotarpį užfiksuotas tik 20% azoto oksidų emisijos sumažėjimas.
Anglies monoksido emisijos pokyčiai pateikti 3 grafike. Kaip matome, tiek Rytų tiek Vakarų Europos šalyse per analizuojamą laikotarpį (1985-
1998) anglies monoksido emisija sumažėjo beveik vienodai – apie 40%, tačiau
Vakarų Europos šalyse šis mažėjimas vyko tolygiai beveik visą šį laikotarpį, o Rytų Europos šalyse jis prasidėjo vėliau, bet vyko žymiai sparčiau.
Angliavandenilių emisijos pokyčiai Vakarų ir Rytų Europos šalyse pateikti 4 grafike. Kaip matome, abejose šalių grupėse angliavandenilių emisija praktiškai nekito iki 1990 metų ir tik nuo 1991 metų užfiksuotas jos mažėjimas, kuris Rytų Europos valstybėse įvyko labai staigiai, per 1991-
1993 metus, o Vakarų Europos valstybėse nuo 1992 metų vyksta tolygiai.
Praeito amžiaus pabaigoje, palyginus su 1985 metais Rytų Europojs šalyse angliavandenilių amisija buvo sumažėjusi apie 25%, o Vakarų Europos šalyse kiek mažiau – apie 20%.
Apibendrinant pateiktus duomenis, pažymėtina, kad iš pagrindinių orą teršiančių medžiagų labiausiai pavyko sumažinti sieros emisija (2-3
kartus), beveik dvigubai buvo sumažinta anglies monoksido emisija, o azoto oksidų ir angliavandenilių emisija buvo sumažintos tik penktadaliu. Be to svarbu pažymėti, kad Vakarų Europos šalyse emisijos mažėjimas pasiektas tobulinant technologijas ir diegiant efektyvesnes aplinkosaugines priemones, o Rytų Europos šalyse šios problemos išsisprendė lyg ir savaime, transformacinio ekonominio nuosmukio pasekoje. Tai reiškia, kad prasidėjus ekonominiam augimui teks skirti didelį dėmesį realiam aplinkos problemų sprendimui.
Iš kitos pusės labai svarbus yra faktas, kad paskaičiavus aukščiau nagrinėtų medžiagų emisiją ploto vienetui, gaunasi, kad praeito amžiaus devintojo dešimtmetčio pabaigoje metinė sieros dioksido emisija Baltijos šalyse sudarė 2-3 tonas kvadratiniam kilometrui, Rytų Europos šalyse
(Lenkija, Čekija, Vengrija) apie 6-8 tonas…, o kai kuriose Vakarų Europos valstybėse (Vokietija, Anglija) – gerokai viršijo 10 tonų kvadratiniam kilometrui. Panašus vaizdas ir su azoto oksidų emisija. Jei Baltijos valstybėse ji prilygo 1-2 tonoms, tai Vokietijoje ir Anglijoje jos vėlgi viršino 10 tonų kvadratiniam kilometrui.
Kadangi santykinis emisijos sumažėjimas per pastarąjį dešimtmetį visose šiose šalyse buvo gana panašus, tai reiškia, kad pramoninės Vakarų Europos šalys ir dabar teršia orą žymiai labiau nei Lietuva ar kitos Baltijos šalys. Tačiau visi tarptautiniai susitarimai numato procentinį emisijos mažinimą nuo buvusio jų lygio, todėl ir Lietuvai teks laikytis šių reikalavimų. 2.1.
Teršiančių medžiagų emisija į orą lietuvoje
Duomenys apie bendrą Lietuvos emisiją į orą ir jos pokyčius per pastarąjį dešimtmetį, pateikti 5 grafike. Iš pateiktų duomenų, bendra emisija į orą Lietuvoje per pastarajį dešimtmetį, palyginus su sovietinio laikotarpio pabaiga, sumažėjo daugiau nei du su puse karto. Sovietiniais laikais bendras išmetimų į orą kiekis palaipsniui augo ir 1990 metais viršijo milijoną tonų. Atkūrus Lietuvos nepriklausomybę, dėl transformacinio ekonomikos nuosmukio teršiančių medžiagų emisija į orą pradėjo sparčiai mažėti ir 1995 metais pasiekė – 535 tūkst. tonų.
Staigiausi pokyčiai įvyko 1992 metais, kai bendra emisija į orą per vienus metus sumažėjo apie 40%. Nuo 1997 metų, po truputį stsigaunant ekonomikai ir ypač transporto sektoriui, bendra emisija į orą pradėjo palaipsniui didėti. Dėl pakartotino ekonomikos nuosmukio 1999 metais emisija į orą vėl gana ženkliai sumažėjo ir 2000 metais ši tendencija tęsėsi.
Emisijos iš stacionarių (pramonė, energetika) ir mobilių šaltinių pokyčių per pastarąjį dešimtmetį tendencijos esmingai skiriasi – emisija iš stacionarių šaltinių sumažėjo nepalyginamaidaugiau nei iš mobilių (6
grafikas). Palyginus su sovietinio laikotarpio pabaiga, dabartiniu metu stacionarių šaltinių emisija yra daugiau nei keturis kartus mažesnė.
Nežymus emisijos iš stacionarių šaltinių padidėjimas buvo užfiksuotas tik
1998 metais, o 1999 metais ji vėl sumažėjo ir 2000 pasiekė patį žemiausią lygį – 123 tūkstančius tonų. Tuo tarpu mobilių šaltinių emisija buvo beveik dvigubai sumažėjusi tik 1992 (energetinė blokada), o po to su tam tikrais svyravimais vėl didėjo ir 1997-1998 metais pasiekė du trečdalius tarybinių laikų pabaigos lygio, tai yra sumažėjo tik trečdaliu. 1999 metais dėl bendro ekonominio aktyvumo sumažėjimo buvo užfiksuotas ir transporto emisijos sumažėjimas, kuris, nors ir atsigaunant ekonomikai, tęsėsi ir 2000
metais.
Dėl skirtingų stacionarių ir mobilių taršos šaltinių emisijos pokyčių labai pakito ir santykis tarp šių skirtingų šaltinių emisijos. Jei 1991
metais transporto emisija sudarė apie 59% tai šio dešimtmečio pabaigoje –
apie tris ketvirtadalius bendros emisijos į orą kiekio. Keičiantis santykiui tarp stacionarių ir mobilių šaltinių emisijos, skirtingai kito ir skirtingų teršalų emisijos kiekiai (7 grafikas).
Kaip matyti iš 7 grafiko, labiausiai per šį laikotarpį sumažėjo kietųjų dalelių (apie 7 kartus) ir sieros dvideginio (daugiau nei 5 kartus)
išmetami kiekiai, nes šie teršalai į aplinką daugiausia patenka iš stacionarių taršos šaltinių, kurių emisija dėl transformacinio ekonomikos nuosmukio sumažėjo žymiai labiau nei mobilių šaltinių emisija (6 grafikas).
Tokį ženklų kietųjų dalelių emisijos sumažėjimą daugiausia lėmė statybinių medžiagų pramonės depresija. Sieros dvideginio emisija sumažėjo netik dėl transformacinio ekonominio nuosmukio, bet ir sugriežtinus mazuto kokybės reikalavimus sieros atžvilgiu. Vietoje buvusio 3,5 % sieros ribinio kiekio,
1998 metais buvo įteisintas 2,5 % sieros limitas Lietuvoje vartojamam sunkiajam naftos kurui (mazutui). Nuo tų pačių metų buvo žymiai sugriežtintas reikalavimas dyzelinui, kuriame leidžiamas sieros kiekis nuo
0,2 % sumažintas iki 0,05 %. Nemažą vaidmenį sieros dioksido emisijos sumažėjimui turėjo ir padidėjusi gamtinių dujų dalis bendrame kuro balanse.
Azoto oksidų, o ypač anglies viendeginio emisiją daugiausia sąlygoja mobilūs taršos šaltiniai. Iš 7 grafike pateiktų duomenų matyti, kad azoto oksidų emisija per praeitą dešimtmetį sumažėjo apie 3,5, o anglies monoksido – apie 2 kartus.
Teršiančių medžiagų emisija į orą Lietuvos teritorijoje pasiskirsčiusi labai netolygiai. Pavyzdžiui, sieros dioksido emisija iš stacionarių šaltinių praeito dešimtme…čio pabaigoje sudarė apie vieną toną į kvadratinį kilometrą, tuo tarpuMažeikių rajone ji siekė beveik18 tonų,
Šalčininkų rajone – 30 kg į kvadratinį kilometrą. Pagrindiniai emisijos į orą šaltiniai yra daugiausia susitelkę dviejuose Lietuvos regionuose:
Vilniaus-Kauno regionas (Vilniaus, Kauno, Jonavos, Kėdainių, Kaišiadorių ir
Trakų miestai ir rajonai) ir Šiaurės Vakarų regionas (Mažeikų, Akmenės,
Klaipėdos, Šiaulių, Telšių ir Plungės miestai bei rajonai).
Didžiausias stacionarus emisijos į orą šaltinis Lietuvoje yra
,,Mažeikių nafta”, kurios emisija į orą kartu su Mažeikių elektrine sudaro beveik ketvirtadalį visų Lietuvos stacionarių šaltinių emisijos. Belieka tikėtis, kad rekonstruojant šią gamyklą didelis dėmesys bus skirtas ir aplinkos teršimo mažinimo priemonėms. Iš kitų stambiausių stacionarių taršos šaltinių paminėtina Lietuvos elektrinė – virš 10 %, Jonavos
,,Achema” – apie 5 %, ,,Akmenės cementas” – apie 3 % bendros emisijos iš stacionarių šaltinių. Tačiau, daugiausia orą teršia mobilūs taršos šaltiniai, t.y. transportas ir visų pirma autotransportas, todėl čia slypi ir didžiausi emisijos į orą mažinimo rezervai.
3. Miestų oro kokybė
Vienas iš būdingiausių aplinkos teršimo bruožų yra tai kad antropogeninė tarša yra didžiausia būtent ten, kur gyvena daugiausia žmonių. Kuo didesnė žmonių koncentracija, tuo daugiau buitinių ir gamybinių atliekų, tuo labiau teršiama aplinka. Europos miestuose gyvena per 70 %
visų gyventojų, taigi nuo miestų oro kokybės priklauso daugiau nei dviejų trečdalių gyventojų sveikata. Oro užterštumas neigiamai veikia ne tik žmones, bet ir miestų želdinius bei pagreitina statinių koroziją ir jų irimą.
Su pirmosiomis rimtomis aplinkos teršimo problemomis susidūrė darvėlyvosios žemdirbystės epochos miestai, tai augantys organinių atliekų kiekiai sąlygojo rimtas ne tik estetinio, bet ir sanitarinio pobūdžio problemas. Jei to meto miestų aplinkos problemos daugiausia siejosi su vandens užterštumu, tai nuo pramonės epochos pradžios vis didesnį pavojų žmonių sveikatai kėlė būtent oro teršimas. Garsieji Londono smogai, jau nuo
XX amžiaus pradžios pareikalavę daugelio žmonių aukų, yra vienas iš akivaizdžiausių šios problemos masto pavyzdžių.
Kalbant apie oro kokybę, svarbu turėti kokį nors matą, leidžiantį įvertinti teršiančių medžiagų keliamą pavojų žmonių sveikatai. Tuo tikslu yra naudojami įvairūs aplinkosauginiai normatyvai, nustatantys ribą iki kurios teršiančių medžiagos koncentracijos yra sąlyginai nepavojingos žmogui. Tokie normatyvai dažnai vadinami sanitarinias normatyvais. Kadangi dauguma augalų yra žymiai jautresni teršiančių medžiagų poveikiui nei žmogus, gana dažnai bandoma nustatyti atskirus aplinkosaiginius normatyvus augalams. Šie normatyvai dažnai yra vadinami ekologiniais normatyvais.
Vertinant ir normuojant miestų oro kokybę dažniausiai vadovaujamasi sanitariniais normatyvais, tai yra aplinkosauginiai normatyvais skirtais žmogui.
Pagrindinis tokių aplinkosauginių normatyvų (ir sanitarinių ir ekologinių) trūkumas yra tai, kad jie, paprastai normuoja atskirai teršiančių medžiagų koncentracijas, o aplinkoje, aki taisyklė vyrauja įvairūs medžiagų mišiniai ir junginiai, kurių poveikis gyviems organizmams žymiai skiriasi nuo atskirų medžiagų poveikio. Faktiškai yra galimi trys bendro įvairių medžiagų mišinių ir junginių poveikio atvejai:
• Adityvinis poveiki, kai bendras atskirų medžiagų poveikis prilygsta atskirų medžiagų poveikio sumai;
• Sinergetinis poveikis, kai bendras atskirų medžiagų poveikis yra žymiai stipresnis už jų suminį poveikį ir kartais prilygsta net jų poveikio sandaugai ar panašiai;
• Neutralizuojantis poveikis, kai vienos teršiančios medžiagos neutralizuoja kitų teršiančių medžiagų neigiamą poveikį.
Nežiūrint rimtų mokslininkų pastangų, kol kas sudėtingi įvairių medžiagų sąveikos klausimai yra palyginti silpnai ištyrinėti ir iki šiol įvairūs aplinkosauginiai normatyvai paprastai nustato tik atskirų teršiančių medžiagų didžiausias leistinas koncentracijas (DLK) arba geriausiu atveju bandoma įvertinti jų galimą suminį poveikį. Kadangi skirtingų teršiančių medžiagų toksiškumas yra skirtingas, tai bendras suminis poveikis (BSP) vertinamas atsožvelgiant į atskirų teršiančių medžiagų didžiausias leistinas koncentracijas:
[pic]
kur: Ci – teršiančios medžiagos koncentracija; DLKi – teršiančios medžiagos didžiausia leistina koncentracija.
Lietuvoje kol kas dar galioja sovietinių laikų oro taršos normatyvai, gana dažnai yra griežtesni nei dabartiniai Europos Sąjungos normatyvai.
Dabartiniu metu Lietuvoje taikomos pagrindinių orą teršiančių medžiagų didžiausios leistinos koncentracijos pateiktos 3 lentelėje.
3 lentelė
Lietuvoje gal…iojančios kai kurių teršiančių medžiagų didžiausios leistinos koncentracijos ore ([pic])
|Teršianti |Vidutinė paros |Vienkartin|
|medžiaga |DLK |ė |
|Anglies |3000 | |
|monoksidas | | |
|Azoto monoksidas|60 |400 |
|Azoto dioksidas |40 |85 |
|Sieros dioksidas|50 |500 |
|Dulkės |150 |500 |
|Amoniakas |40 |200 |
|Ozonas |120 | |
|Švinas |0,3 | |
Kaip matome šie sanitariniai normatyvai yra skirstomi į dvi kategorijas – vidutinės paros DLK ir vienkartinės (maksimalios) DLK.
Pastarosios leidžiamos tik trumpam laikui, kokiu tai išmitiniu avariniu atveju arba susiklosčius ypatingai nepalankiomis meteorologinėmis sąlygomis.
Kaip matome, skirtingų teršiančių medžiagų DLK yra labai skirtingos, nes jų toksiškumas taipogi yra labai skirtingas. Jei anglies monoksido didžiausia leistina paros vidutinė koncentracija yra net 3000 mg/m, tai švino DLK – dešimt tūkstančių kartų mažesnė.
Gana panašios yra azoto ir sieros oksidų bei amoniako vidutinės paros DLK, tačiau jų vienkartinės (maksimalios) DLK yra gana skirtingos. Čia išsiskiria azoto dioksidas, kurio maksimali DLK yra tik du kartus didesnė nei vidutinė paros kai tuo tarpu sieros dioksido maksimali leistina koncentracija yra net dešimt kartų didesnė nei vidutinė. Tai rodo, ad net palyginti nežymus azoto dioksido koncentracijos padidėjimas virš vidutinės DLK yra pavojingas žmonių sveikatai.
Palyginimui su ES reikalavimasi galime pasakyti, kad pavyzdžiui leistina vidutinė paros sieros dioksido koncentracija pagal ES normatyvus yra du su puse karto didesnė ir sudaro 125 [pic], o azoto dioksido vidutinė paros DLK Lietuvoje ir ES yra vienodos (40[pic]), tačiau to paties azoto dioksido trumpalaikė DLK Europos Sąjungoje yra daug didesnė nei Lietuvoje ir sudaro 200 [pic]oro.
Pasaulinė sveikatos organizacija yra nustačiusi oro kokybės normatyvus miestų smogą sukeliančių teršiančių medžiagų atžvilgiu. Faktiškai yra skiriami du miestų smogo tipai:
• Industrinis arba žiemos smogas;
• Fotocheminis arba vasaros smogas.
Pagrindinės teršiančios medžiagos formuojančios industrinį (Londono tipo) smogą yra sieros dioksidas ir dulkės. Šis smogo tipas paprastai susidaro tose klimatinėse sąlygose, kur vyrauja šaltos ir drėgnos žiemos.
Pagal pasaulinėse sveikatos organizacijos (PSO) normatyvus rekomenduojama, kad sieros dioksido ir dulkių koncentracijos ore nevirštų 125+125 [pic]
oro, kas turėtų apsaugoti nuo industrinio smogo susiformavimo.
Fotocheminį smogą sudaro pirmini (azoto dioksidas, anglies monoksidas)
ir antrinių (ozonas, formaldechidas) teršalų mišinys. Šio tipo smogas, kuris dažnai vadinamas Los Anželo smogu, paprastai formuojasi sauso, salėto ir karšto klimato zonose, vasaros metu. Pagal PSO normatyvus šio tipo smogo susidarymas reguliuojamas pagal pažemio ozono koncentraciją ore. Ji neturi viršyti 200 [pic].
Kadangi sieros dioksidas yra vienas iš pagrindinių Londono tipo (žiemos) smogo komponentų, 4 lentelėje pateikti duomenys apie sieros dioksido koncentracijų pokyčius kai kuriuose Europos ir pasaulio miestuose per pastaruosius du dešimtmečius.
4 lentelė
Vidutinių sieros dioksido koncentracijų ([pic])
pokyčiai įvariuose pasaulio miestuose
|Miestai |1975 |1985 |1990 |1995 |
|Londonas |115 |40 |30 |10 |
|Frankfurta|85 |60 |30 |15 |
|s | | | | |
|Tokio |70 |25 |20 |10 |
|Beijingas |90 … |160 |115 |90 |
Kaip matome iš pateiktų duomenų, išsivysčiusiose šalyse pastaraisiais dešimtmečiais pasireiškė labai ryški miestų oro taršos mažėjimo tendencija ir pastaruoju metu net didžiuosiuose miestuose vidutinė sieros dioksido koncentracija neviršija 15 mg/m3 oro. Tuo tarpu daugelyje besvystančių šalių padėtis šiuo požiūriu yra žymiai prastesnė. Kaip pavyzdys 4 lentelėje pateikti duomenys apie Kinijos vienos iš labiausiai industrializuotų provincijų sostinės – Beijingo oro užterštumą sieros dioksidu. Matome kad iki 1985 metų oro užterštumas čia labai ryškiai augo ir nors pastaruoju metu pastebimos gana akivaizdžios taršos mažėjimo tendencijos, vis tik sieros dioksido konentracijos šiame mieste yra 6 – 9 kartus didesnės nei didžiuosiuse Europos miestuose.
Duomenys apie pagrindinių teršiančių medžiagų koncentracijų ore pokyčius per pastarąjį ešimtmetį didžiuosiuose Lietuvos miestuose ir pramonės cetruose pateikti 8 – 10 grafikuose.
Dėl centralizuoto šildymo Lietuvos miestai išsiskiria ypač mažomis sieros dioksido koncentracijoms ore, kurios per praeitą dešimtmetį dar labiau sumažėjo ir vidutinės sieros dioksido koncentracijos daugumoje
Lietuvos miestų neviršija 2 [pic].
Azoto dioksido vidutinės metinės koncentracijos per praeitą dešimtmetį taipogi gerokai sumažėjo. Praeito dešimtmečio pradžioje daugumoje Lietuvos miestų NO2 koncentracijos ore svyravo nuo 30 iki 70 [pic]ir Kaune bei
Šiauliuose vidutinės metinės azoto dioksido koncenracijos viršijo DLK (40
[pic]). Preito dešimtmečio pabaigoje vidutinės metinės NO2 koncentracijos faktiškai niekur neviršijo 30 [pic]ir tik Šiauliuose bei Klaipėdoje pastaraisiais metais užfiksuotas tam tikras azoto dioksido koncentracijų padidėjimas (9 grafikas).
Kietųjų dalelių (dulkių) koncentracijos Lietuvos miestuose praeito dešimtmečio pradžioje taip pat gana dažnai viršydavo DLK (150 [pic]), o
Kaune ir Šiauliuose vidutinės metinės dulkių koncentracijos siekė beveik
300 [pic]. Tuo tarpu pagal 2000 metų duomenis vidutinės metinės dulkių koncentracijos nei viename mieste neviršijo 100 [pic].
[pic]
Nuo 1996 etų ,,Mažeikių naftai” atsisakius šviningo benzino gamybos, o nuo 1998 metų iš viso Letuvoje uždraudus naudoti benziną su švino priedais, šio pavojingo teršalo koncentracijos Lietuvos miestų ore taipogi keleriopai sumažėjo (10 grafikas).
Taigi, švino, kaip vieno iš kenksmingiausių sunkiųjų metalų, koncentracijos pirmojoje pastarajo dešimtmečio pusėje daugelyje Lietuvos miestų gana dažnai viršydavo DLK (0,3 mg/m), tačiau ,,Mažeikių naftai”
atsisakius šviningo benzino gamybos, jo konentracijos visoje Lietuvoje nepalyginamai sumažėjo ir ši ypatingai opi aplinkos problema iš principo yraišspręsta.
Orą teršiančių medžiagų koncentracijos miestų teritorijoje paprastai pasiskirsto labai netolygiai. Teršalų pasiskirstymo dėsningumus daugiausia nulemia emisijos šaltinių pasiskirstymas, reljefas bei meteorologinės sąlygos. Paprastai labiausia ras yra užterštas centrinėje miesto dalyje.
Kadagi pagrindinis miestų oro teršėjas Lietuvos miestuose yra transportas, šią problemą teks spręsti visų pirma reorganizuojant miesto transporto srautus ir ribojant eismo eintensyvumąiestų centre….
4. ,,šiltnamio efektas” – pasaulinis klimato atšilimas
Visų pirma sužinokime kas yra šiltnamio efektas.
Šiltnamio efektu – taip vadinamas sustiprėjęs tam tikrų dujų (pavyzdžiui, anglies dioksido, fluorchlorangliavandenilių, metano, azoto dioksido) poveikis atmosferai. Saulės spinduliai gali prasiskverbti pro
Žemės atmosferą, o nuo Žemės atsispindintis infraspinduliavimas absorbuojamas. Be šio šiltnamio efekto gyvybė Žemėje tokia, kokia yra, nebūtų galima: atmosferoje esantis anglies dioksidas ir vandens garai sušildo apatinius oro sluoksnius vidutiniškai nuo –18°C iki +15°C. Kita vertus, daugėjant atmosferoje anglies dioksido, šiltnamio efektas sustiprėja – padvigubėjus anglies dioksido koncentracijai temperatūra pakiltų nuo 1,5 iki 4,5°C (jei anglies dioksido ir toliau daugės tokiu pat tempu, to galima tikėtis maždaug 2050 metais). Rezultatai – smarkus klimato pasikeitimas, jūros lygio pakilimas ir kt.
Pagrindinė šiltnamio efekto priežastis – anglies dioksidas, kuris susidaro degimo procese. Propano, butano, fluorchlorangliavandenilių ir metano dujų nedideli kiekiai taip pat turi reikšmės.
[pic]
Dabar panagrinėkime šiltnamio efekto susidarymo priežastis, apie galimas jo pasekmes ir bandymą tų pasekmių išvengti.
Apie galimą pasaulinį klimato atšilimą dėl didėjančio organinio kuro deginimo ir dėl to didėjančios anglies dioksido emisijos į orą buvo pradėta kalbėti dar XIX amžiaus pabaigoje. Žymus švedų schemikas Arenijus 1896
metais paskelbė stebėjimų duomenis apie anglies dioksido koncentracijos ore didėjimą. Pagal jo teorinius paskaičiavimus, dvigubai padidėjusanglies dioksido koncentracijai ore , vidutinė oro temperatūra žemėje padidėtų 5 –
6 laipsniais. Šis reiškinys buvo pavadintas šiltnamio efektu, nes anglies dioksidas panašiai kaip šiltnamio stiklas ar plėvelė praleidžia iš saulės sklindančią radiaciją, tačiau sugeria ilgų bangų (infraraudonuosius)
spindulius, kuriuos atgal į erdvę spinduliuoja įšilęs žemės paviršius.
Vėliau paaiškėjo, kad tokiomis pat savybėmis pasižymi ir kitos dujos
– metanas (CH4), azoto suboksidas (N2O), ozonas bei vandens garai. Tam tikras kiekis šių, taip vadinamų, šiltnamio dujų yra būtinas, nes priešingu atveju vidutinė žemės paviršiaus temperatūra butų apie 30 laipsnių žemesnė nei dabar, ir gyvybė, bent jau dauguma dabartinių jos formų, žemėje egzistuoti negalėtų. Problemą sudaro tai, kad didėjant antropogeninėms šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijai į orą, suardomas nusistovėjęs žemės šilmos balansas ir temperatūra pradeda augti. Palyginus neseniai paaiškėjo, kad ypatingai didele infraraudonųjų spindulių sugerties geba pasižymi chlorfluorangliavandeniliai (freonai).
Skirtingų dujų indėlis į šiltnamio efektą apytikriai yra vertinamas taip:
• Anglies dioksidas – 55 %
• Metanas – 15%
• Azoto suboksidas – 6 %
• Freonai – 17 %
• Kitos medžiagos – 7 %
Santykinis freonų indėlis į klimato atšilimą ištiesų yra nepalyginamai didesnis nei kitų šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Pavyzdžiui, azoto suboksido koncentracija ore yra apie 1000 kartų, o indėlis į pasaulinį klimato atšilimą – beveik 3 kartus mažesnis. Taigi freonų gamybos ir naudojimo apribojimai turėtų ne tik sustabdyti stratosferos ozono sluoksnio irimą, bet ir prisidėti prie klimato atšilimo problemų sprendimo.
Saulė vidutiniškai spinduliuoja apie 340 vatų energijos į m2 žemės paviršiaus. Beveik trečdalis šios energijos (apie 100 vatų) atsispindi nuo atmosferoje esančių aerozolių ir nuo žemės paviršiaus. Taigi 1 m2 žemės paviršiaus absorbuoja apie 240 vatų saulės energijos. Iki pramonės epochos vienas kvadratinis žemės paviršiaus metras infraraudonųjų spindulių pavidalu į erdvę išspinduliuodavo apytikr…iai taipogi apie 240 vatų ir bendras balansas buvo artimas nuliui, tai yra vidutinė žemės paviršiaus temperatūra ilgą laiką buvo gana pastovi.
Didėjant antropogeniniai šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijai, vis didesnė žemės spinduliuojamos šilumos dalis absorbuojama žemutiniuose atmosferos sluoksniuose, tuo būdu suardomas nusistovėjęs žemės šilumos balansas ir klimatas žemėje po truputį šyla. Remiantis įvairiais tiesioginių stebėjimų ir modelinių skaičiavimų duomenimis laikoma, kad per pastarąjį šimtmetį vidutinė temperatūra žemėje pakilo apie 0,5 0C. Koks yra skirtingų antropogeninių taršos šaltinių indėlis į pagrindinių šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją parodo 5 lentelė.
Iš pateiktų duomenų matyti, kad pagrindinis anglies dioksido emisijų šaltinis energetika, o konkrečiau – tai yra organinio kuro degimas energijos gavybos ir transporto sektoriuose. Gana rimtas indėlis į anglies dioksido koncentracijų augimą yra miškų, visų pirma tropinių miškų, naikinimas. Šiuo atveju kalbama ne apie kažkokį emisijos šaltinį, o apie tai, kad sunaikinus miškus, sumažėja anglies dioksido asimiliacija, ir tai prisideda prie bendro anglies dioksido kiekio didėjimo ore. Kadangi plečiant žemės ūkio naudmenų plotus tropiniuose kraštuose miškai dažnai yra paprasčiausiai deginami, tai prisideda ir prie tiesioginio anglies oksidų kiekio didėjimo ore.
5 lentelė
Šiltnamio efektą sukeliančių dujų antropogeniniai emisijos šaltiniai (%)
|Šaltinis |CO2 |CH4 |N2O |CFC |
|Energetika |80 |26 |9 | |
|Miškų naikimas |17 | |17 | |
|Pramonė |3 | |15 |100 |
|Savartynai | |11 | | |
|Žemės ūkis | |48 |48 | |
|Biomasės deginimas | |8 |11 | |
|Vandens valymo įrenginių | |7 | | |
|dumblas | | | | |
Pagrindinis antropogeninis metano dujų šaltinis yra žemės ūkis, kuris sąlygoja beveik pusę metano emisijos. Pastaruoju metu atlikti tyrimai parodė, kad apie 50 % visų žemės ūkio sektoriuje susidarančių metano dujų kiekio išsiskiria atrajojant galvijams, nes matanas susidaro žolinio maisto fermentacijos procese. Beto, dideli kiekiai metano išsiskiria iš auginamų ryžių laukų ir gyvulių mėšlo. Kaip matome iš 5 lentelės, be žemės ūkio, prie antropogeninės metano emisijos augimo prisideda savartyna ir vandens valymo įrenginių dulmblas. Kadangi energetikos sektoriuje, įskaitant transportą, vis plačiau naudojamos gamtinės, tai yra metano, dujos, tai šis sektorius taipogi sąlygoja beveik ketvirtį antropogeninės metano emisijos.
Beveik pusę azoto suboksido emisijos taipogi sąlygoja žemės ūkis.
Daugiausia šių dujų išsiskiria iš patreštų dirvų. Beto, nemaži kiekiai azoto suboksido išsiskiria įvairiose pramonės šakose ir energetikos sektoriuje (5 lentelė). Kaip ir prie anglies dioksido taip ir prie azoto suboksido koncentracijų didėjimo prisideda ir miškų auginimas. Tuo tarpu vienintelis antropogeninis freonų (CFC) šaltinis yra pramonė.
Apibendrinus 5 lentelėje pateiktus duomenis ryškeja, kad energijos gamyba ir baudojimas sąlygoja apie 60 % šiltnamio efekto, pramonė ir žemės ūkis apytikriai po 15 % ir miškų naikinimas – beveik 10 %.
Kaip vienas iš įrodimų, kad žemės temperatūraą įtakoja šiltnamio efektą sukeliančių dujų ir visų pirma anglies dioksido bei metano koncentracija ore, dažnai yra pateikiami apie ilgalaikius šių dujų koncentracijos ore ir temperatūros pokyčius, nustatytus tyrinėjant
Antarktidos ledo grežinių pavyzdžius.
Anglies dioksido ir metano koncentracijų… bei žemės temperatūros pokyčiai per pastaruosius daugiau nei 150 tūkstančių metų iš tiesų vyko gana sinchroniškai. Labai akivaizdus ir šių dujų koncentracijų bei temperatūros augimas pastaruoju laikotarpiu.
Tačiau panašių ir net aukštesnių koncentracijų bei temperatūrų yra buvę ir praeityje, o pastarasis anglies dioksido ir metano koncentracijų bei temperatūros augimas prasisėjo maždaug prieš 15000 metų, tai yra pasibaigus trečiajam ledynmečiui. Nuo to laiko surinkti duomenys tuo pačiu patvirtina ir kai kurių mokslinikų nuomonę, kad dabartinis klimato atšilimas iš dalies gali būti sąlygojamas ir natūralių ilgalaikių geofizinių ir giocheminių svyravimų. Tačiau dauguma mokslininkų šiuo metu laikosi nuomonės, kad antropogeninė šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisija yra pagrindinė žemės klimato atšilimo priežastis.
Atlikti sudėtingi modeliniai skaičiavimai rodo, kad jie išliks dabartinės organinio kuro deginimo tendencijos, tai iki šio šimtmečio vidurio (2050 metai), skaičiuojant anglies dioksido ekvivalentų, šiltnamio efektą skatinančių dujų koncentracijos ore išaugs dvigubai, kas turėtų sąlygoti vidutinės žemės temperatūros padidėjimą 1,5 – 4,5 0C.
Prognozuojama, kad temperatūros pokyčiai skirtingose platumose būna gana skirtingi. Mažiausiai pasikeistų pusiaujo zonos temperatūra, o daugiausia –
Šiaurės pusrutulio aukštesnėse platumnose. Jei vidutinė žemės temperatūra padidėtų apie 4 0C, tai šiaurės poliuje ji išaugtų apie 10 0C.
Turint galvoje, kad per paskutinį ledinmetį temperatūra žemėje buvo viso labo 4 0C žemesnė, gana nesunku įsivaizduoti, kokio masto pokyčiai žemėje įvyktų, jei šios prognozės pasiteisintų. Viena iš pagrindinių neigiamų klimato atšilimo priežasčių būtų pasaulinio vandeninų lygio kilimas. Pagal vidutinius vertinimus, esant dabartinėms šiltnamio efektą skatinančių dujų emisijų didėjimo tendencijoms vandenino lygis iki 2100
metų pakiltų apie 60 cm ir didžiulės dabartinės sausumos teritorijos atsidurtų po vandeniu. Jei šių dujų emisijos augimą pavyktų sustabdyti iki
2030 metų, tai temperatūros augimas ir vandenyno lygio kilimas vistiek tęstųsi iki 2100 metų ir tuo atveju vandenyno lygis pakiltų apie 40
centimetrų. Įdomu pažymėti, kad jūrų vandens lygio kilimą šylant klimatui sąlygoja du procesai – ašigalių ledų tirpimas ir vandes šiluminis plėtimasis. Būtent vandens tūrio didėjimas kylant temperatūrai sąlygotų apie du trečdalius prognozuojamo vandens lygio pakilimo, o tirpstančių ledynų indėlis sudarytų apie vieną trečdalį.
Kitos labiausiai tikėtinos neigiamos pasaulinio klimato atšilimo pasėkmės tokios:
• Kritulių pagausėjimas dėl didesnio išgarinimo;
• Dirvožemio drėgmės sumažėjimas;
• Stratosferos atšalimas;
• Oro cirkuliacijos suaktyvėjimas ir padidinta uraganinių vėjų grėsmė;
• Drąstiški augalinės dangos pasikeitimai, pagreitintas rūšių nykimas.
Beto, tirpstant ašigalių ledynams gali įvykti staigi dalinė šių ledynų destrukcija, kas sukeltų trumpalaikį viso vandens lygio pakilimą iki 5
metrų. Tokio pasaulinio ,,cunami” pasekmės, be abejo, būtų katastrofiškos.
Iš kitos pusės, pasaulinis klimato atšilimas gali turėti ir kaikurių teigiamų pasekmių – padidėtų kaikurių žemės ūkio kultūrų produktyvumas galėtume pradėti auginti daugelį šilumą mėgstančių augalų, kurie dabartiniu metu pas mus augti negali, tačiau neigiamos klimato atšilimo pasekmės, įskaitant nepageidaujamus vietinių augalinių bendrijų pokyčius ir dalies rūšių išnykimą, be abejo būtų kur kas rimtesnės.
Kalbant apie pasaulinio klimato atršilimo grėsmę tenka pasakyti, kad ne visi mokslininkai sutinka su aukščiau pateiktomis prognozėmis ir ver…tinmais. Dalis šių globalinių procesų tyrinėtojų nurodo, kad padidėjusi antropogeninė emisija į orą gali sukelti ne pasaulinį klimato atšilimą, o atvirkščiai – gana esminį atšalimą. Kietosios dalelės ir aerozoliai sugeria arba atspindi dalį saulės spindulių, taip sumažindami į žemę patenkančios energijos kiekį. Daugiausia prie atmosferos laidumo saulės spinduliams sumažėjimo prisideda sulfatų aerozoliai. Dauguma mokslininkų dabar pripažysta, kad dulkės ir aerozoliai dalinai kompemsuoja šiltnamio efektą sukeliančių dujų poveikį ir pasaulinis klimato atšilimas yurėtų vykti beveik dvigubai lėčiau nei buvo manyta anksčiau.
Kalbant apie tokius sudėtingus ir stambaus masto procesus, kaip pasaulinis klimato atšilimas, būtina suprasti, kad čia visada liks santykinai didelis atliktų vertinmų ir prognozinių skaičiavimų neapibrėžtumas, kadangi pagrindinė priemonė, galinti iš esmės prisidėti prie pasaulinio klimato atšilimo sustabdymo arba bent sulėtinimo, yra organinio kuro deginimo apimčių mažinims, tai ši strategija yra visokeriopai palaikytina ir remtina, nes organinio kuro deginimas, be pasaulinio klimato atšilimo pavojaus, sukelia dauguma pagrindinių šiuolaikinių aplinkos problemų (miestų smogai, rūgštieji lietūs, požemio ozono koncentracijų didėjimas, vandens telkinių eutrofikacija ir kita).
Skyriaus pabaigai paliesime potencialų Lietuvos indėlį į pasaulinį klimato atšilimą. 11 grafike pateikti duomenys apie anglies dioksido emisijos į orą pokyčius per pastaruosius šešis dešimtmečius. Pažymėtina, kad šiltnamio efektą skatinančių dujų emisija į orą rimčiau susidomėta tik priėmus tarptautinę Globalinės klimato kaitos konvencija. Šiame grafike pateikiami duomenys apskaičiuoti pagal sudeginamo organinio kuro kiekio.
Kaip matome, anglies dioksido emisija Lietuvoje ypatingai greitai didėja nuo 1950 – 1955 metų ir iki 1985 išaugo daugiau nei keturis kartus, viršydavo 40 milijonų tonų per metus. Tačiau per pastarąjį dešimtmetį anglies dioksido, kaip ir kitų junginių, emisija žymiai sumažėjo ir dabartiniu metu sudaro tik 1985 metų kiekio. Pastaraisiais metais vėl stebima anglies dioksido emisijos didėjimo tendencija. Belieka tikėtis, kad įgyvendinus nacionalinėje strategijoje numatytas aplinkosaugines priemones, anglies dioksido emisija tikrai nebepasieks buvusio lygio.
[pic] 5. PAŽEMIO OZONO KONCENTRACIJŲ KITIMAS
Su ozono koncentracijų pokyčiais yra susijusios dvi svarbios aplinkos problemos: pažemio (troposferos) ozono koncentracijų didėjimas ir stratosferos ozono sluoksnio nykimas. Pirmoji iš šių problemų priskirtina prie regioninio masto aplinkos pokyčių, o antroji prie globalinių.
Pagrindiniai žemės atmosferos sluoksniai:
Troposfera – žemutinis atmosferos sluoksnis, 8 –12 km nuo žemės paviršiaus. Kylant aukštyn troposferos temperatūra mažėja ir šio sluoksnio viršuje nukrinta žemiau 50 laipsnių šalčio.
Stratosfera – antrasis atmosferos sluoksnis, iki 50 km nuo žemės paviršiaus. Kylant aukštyn temperatūra stratosferoje iš pradžių (apie 5 km)
yra gana pastovi, o po to pradeda didėti ir ties riba su mezosfera priartėja prie nulinės reikšmės. Oro sudėtis troposferoje ir stratosferoje yra beveik vienoda, tik oro tankis kylant aukštyn gana sparčiai mažėja.
Mezosfera – trečiasis atmosferos sluoksnis, iki 90 km nuo žemės paviršiaus. Temperatūra šiame sluoksnyje kylant aukštyn gana sparčiai mažėja ir ties riba su termosfera pasiekia minus 90 laipsnių.
Termosfera – viršutinis atmosferos sluoksnis, kurio temperatūra kylant aukštyn pastoviai auga.
Ozonas yra antrinis teršalas, kuris tiesiogiai į orą išmetamas iš jokių emisijos šaltinių, o susidaro fotocheminių reakcijų metų iš savo pirmtakų – daugiausia iš azoto dioksido ir gamtinės bei antropogeninės kilmės angliavandenilių. Ozonas ya labai aktyvios, melsvos spalvos dujos, kurių molekulė sudaryta iš trijų deguonies atomų. Padidėjus ozono koncentracija neigiamai veikia žmogaus sveikatą, bei daro didelį poveikį augalams.
Pažemio ozono koncentracijos faktiškai priklauso nuo trijų procesų:
• dinaminių atmosferos procesų, kurių metu tam tikras kiekis stratosferos ozono patenka į troposferą.
• Tolimųjų užteršto oro pernašų, siekiančių tūkstančius kilometrų ir dažnai atkeliaujančių net iš už Atlanto. Su užteršto oro pernašomis atkeliauja padidintos jau susiformavusio ozono ir/ar jo pirmtakų koncentracijos.
• Vietinių ozono pirmtakų emisijų.
Praeito šimtmečio pradžioje vidutinės pažemio ozono koncentracijos buvo apie 20 – 30 mg/m3 ir daugiausia buvo sąlygojamos dinaminių atmosferos procesų. Tačiau didėjant oro taršai ir ypač azoto oksidų emisijai, pastaraisiais dešimtmečiais pažemio ozono koncentracijos augo apie 1 % per metus ir, palyginus su praeito šimtmečio pradžia, padidėjo daugiau nei du kartus.
Pažemio ozono susidarymo fotocheminių reakcijų intensyvumaspriklauso nuo daugelio gamtinių ir antropogeninių veiksnių. Kadangi tai yra endoterminė reakcija, jos vyksmą visų pirma sąlygoja į traposferą patenkančių ultravioletinių spindulių (UV) kiekis. Fotocheminės reakcijos intensyviausiai vyksta saulėtomis bei šiltomis dienomis, todėl ir maksimalių pažemio ozono koncentracijų epizodai paprastai yra fiksuojami vasaros sezono metu, vidurdieniais. Stiprus vėjas išsklaido oro teršalus ir sumažina ozono pirmtakų koncentracijas, todėl ozono formavimuisi palankesnės yra ramios dienos. Intensyvesnis ozono formavimasis dažniausiai stebimas miškingose teritorijose, nes biogeninių procesų metu išsiskiriantys angliavandeniliai (terpenai) yra vienas iš ozono pirmtakų ir veikia kaip fotocheminių reakcijų katalizatorius.
Realiai pažemio ozono formavimosi ir skilimo reakcijos yra žymiai sudėtingesnės. Jos priklauso ne tik nuo atskirų ozono pirmtakų (ozono dioksidas, angliavandeniliai) koncentracijos, bet ir nuo jų santykio. Beto šiuos sudėtingus procesus įtakoja ir daugelis kitų cheminių junginių. Kaip antai, padidintos sieros dioksido koncentracijos lėtina ozono susidarymo procesą, kas taipogi prisideda prie to, ka…d miestuose ozono koncentracijos yra mažesnės nei mažiau užterštose kaimo vietovėse. Kita vertus, gana intensyvus bendrų sieros išmetimų mažėjimas tam tikru laipsniu prisideda prie pažemio ozono koncentracijų tolimesnio augimo.
Lietuvoje pažemio ozono tyrimai daugiausia vykdomi Fizikos institute.
Seniausiai, nuo 1980 metų reguliarus pažemio ozono stebėjimai vykdomi šio instituto oro monitoringo stotyje Preiloje, o nuo 1982 metų pažemio ozono stebėjimai pradėti ir Vilniaus priemiestyje. Nuo 1992 metų, Lietuvai prisijungus prie tarptautinės kompleksinio aplinkos monotoringo programos, pažemio ozono koncentracijos pastoviai registruojamos ir Aukštaitijos,
Dzūkijos, bei Žemaitijos nacionaliniuose parkuose įrengtuose Kompleksinio aplinkos monotoringo stotyse. Tobulinant miesto oro monotoringą, pastaraisiais metais kai kuriuose Lietuvos miestuose pradėti ir pažemio ozono koncentracijos stebėjimai.
12 grafike pateikti duomenys apie ilgalaikias vidutinių metinių ozono koncentracijų pokyčių tendencijos kaimo vietovėse (Preilos stotis) ir mieste (Vilnius). Kaip matome, pastaraisiais dešimtmečiais tiek kaimo vietovėse, tiek mieste pažemio ozono koncentracijos augo panašiu greičiu ir per 25 metus padidėjo apie 1,5 karto. Kadangi santykinis ozono koncentracijų didėjimas buvo gana panašus, tai per visą šį laikotarpį kaimo vietovėje buvo registruojamas apie 50 % aukštesnės pažemio ozono koncentracijos nei mieste. Pastaraisiais dešimtmečiais tiek kaimo vietovėje, tiek mies-
12 grafikas. Ilgalaikės pažemio ozono koncentracijų kitimo tendencijos
te pažemio ozono koncentracija augo panašiu greičiu ir per 25 metus padidėjo apie 1,5 karto. Kadangi santykinis ozono koncentracijų didėjimas buvo gana panašus, tai per visą šį laikotarpį kaimo vietovėje buvo registruojamos apie 50 % aukštesnės pažemio ozono koncentracijos nei mieste. Pastaraisiais metais ozono koncentracijos faktiškai nebedidėja, ką galima paaiškinti tiek vietiniu, tiek regioninio masto aplinkos teršimo sumažėjimu.
Kadangi pažemio ozono formavimosi intensyvumas labai priklauso nuo saulės radiacijos intensyvumo, tai pežemio ozono koncentracijoms būdingi aiškiai išreikšti sezoniniai ir paros koncentracijų svyravimai. Sezoninių ozono koncentracijų svyravimų pavyzdys pateiktas 13 grafike, kur parodytos vidutinės 1999 metų atskirų mėnesių ozono koncentracijos Aukštaitijos nacionaliniame parke. Kaip matome, didžiausios ozono koncentracijos užfiksuotos pavasarį ir vasaros pradžioje, kai saulės ultravioletinis spinduliavimas yra intensyviausias. Nuo kovo iki birželio mėnesio vidutinės pažemio ozono koncentracijos svyravo ape 80 [pic]. Tuo tarpu žiemą, kai saulės radiacijos intensyvumas yra žymiai mažesnis, užregistruotos dvigubai mažesnės pažemio ozono koncentracijos.
Panašaus pobūdžio cikliški ozono koncentracijų svyravimai vyksta ir paros bėgyje. Didžiausios pažemio ozono koncentracijos paprastai fiksuojamos vidurdienį (13 – 15 val.), o mažiausios – nuo antros iki penktos valandos ryto. Vasaros metu ozono koncentracijos naktį yra apie tris kartus mažesnės nei vidurdienį. Žiemą ozono koncentracijų paros svyravimai yra žymiai silpnesni.
Vadovaujantis Pasaulinės sveikatos organizacijos rekomendacijomis laikoma, kad pavojus žmonių sveikatai kyla, kai ozono koncentracija viršija
180 [pic]. Arba kai aštuonių valandų vidurkis viršija 110 mg. Jautresnė augalija yra pažeidžiama, kai ozono koncentrcijos viršija 65 [pic].
Lietuvoje šiuo metu laikoma, kad didžiausia leistina pažemio ozono koncentracija (DLK) yra 120[pic].
Pastaruoju metu vertinant neigiamą ozono poveikį augalams dažniausiai remiamasi ne vidu…tinėmis ar maksimaliomis ozono koncentracijomis, o sumine ozono ekspozicija per vegetacinį periodą. Remiantis šia metodika,pagal
Lietuvos kompleksiško monitoringo stočių duomenis nustatyta, kad Lietuvoje grūdnių kultūrų derliaus nuostoliai dėl pažemio ozono poveikio sudaro apie
5 – 7 %, o kritinė suminės ozono ekspozicijos riba miškams kol kas neviršijama.
6. Stratosferos ozono sluoksnio nykimas
Stratosferos ozonas faktiškai yra pasiskirstęs visoje stratosferos sluoksnio storymėje, tačiau maksimali jo koncentracija randama stratosferos viduryje – apie 25 km aukštyje nuo žemės paviršiaus. Ozono molekulės pasižymi gebėjimu ugerti ultravioletinius spindulius ir ozono sluoksnis tarsi skydas saugo žemę nuo gyvybei pavojingų ultravioletinių spindulių, o jo nykimas kelia tiesioginę grėsmę gyvybės egzistavimui žemėje. Ozono kiekis stratosferoje matuojamas Dobsono vienetais. Dobsono vienetui yra prilyginamas 0,01 milimetro storio gryno ozono sluoksnis.. lietuvos platumose ozono kiekis stratosferoje dažniausiai svyruoja nuo 300 iki 400
D.v., kas reiškia, kad jei visą stratosferos ozoną sukoncentruotume į vientisą ozono sluoksnį, tai jo storis būtų viso labo 3 – 4 milimetrai.
Tačiau šio sluoksnio vaidmuo, kaip minėjome, yra be galo svarbus.
Stratosferoje ozonas susidaro iš deguonies veikiant ultravioletiniams spinduliams. Schematiškai stratosferos ozono susidarymas gali būti pavaizduotas taip:
O2+UV(O+O
O+O2(O3
Kaip matome, ultravioletiniai spinduliai suskaido molekulinį deguonį deguonį į atomus, kurie jungdamiesi su molekuliniu deguonimi sudaro ozono molekulę. Ši reakcija efektyviausiai vyksta veikiant trumpesniems nei 240
hm ultravioletiniams spinduliams.
Stratosferoje natūraliai vyksta ne tik ozono susidarymo, bet ir jo irimo procesas, kurį schematiškai galima pavaizduoti taip:
O2+O(2O2
Kadangi ultravioletiniai spinduliai aktyviai dalyvauja ne tik ozono susidarymo, bet ir jo skilimo procese, tai maksimali ozono koncentracija susidaro ne tik ozono sluoksnio viršuje, kur ultravioletinių spindulių kiekis yra didžiausias, bet jo viduryje, kur pasiekiamas maksimalus šių dviejų priešingų reakcijų balansas.
Ozono irimo procesą skatina katalizatoriai. Katalizatorių vaidmenį dažniausiai atlieka azoto oksidai, chloro ir bromo junginiai. Didėjant ozono skilimą skatinančių junginių koncentracijai stratosferoje, suardoma ozono susidarymo ir skilimo pusiausvyra ir ozono sluoksnis pradeda nykti.
Jau praeito šimtmečio aštuntojo dešimtmečio pradžioje kai kurie mokslininkai perpėjo, kad šaldytuvų, buitinės chemijos ir elektronikos pramonėje naudojami inertiški chloro junginiai, priskiriami chlorfluorangliavandenilių grupei ir populiariai vadinami freonais, patekę į stratosferą ir veikiami ultreavioletinių spindulių suskyla ir atskilęs chloras skatina ozono irimo procesus.
Ypatingai aktyviai ozono sluoksnio nykimo, kaip vienos iš aštriausių ekologinių problemų, klausimai buvo pradėti nagrinėti po 1985 metais paskelbtų ilgalaikių stebėjimo duomenų apie katastrofišką ozono sluoksnio nykimą virš Antarktidos. Nors ozono sluoksnio nykimo mechanizmas iki šiol nėra visiškai aiškus, tačiau šiuo metu laikoma, kad be minėtų chloro junginių, analogišką poveikį daro ir kai kurie bromo junginiai bei viršgarsinės aviacijos stratosferoje išmetami azoto oksidai.
Schematiškai freonų vaidmuo ozono irimo procese gali būti pavaizduotas tokiomis reakcijomis:
CFCL3+UV(CFCL2+CL
CL+O3(CLO+O2
CLO+O(CL+O2
O3+O(O2
Kaip matome iš pateiktos reakcijų grandinės, ultravioletinių spindulių poveikyje nuo freono molekulės atskilęs chloro atomas, susioksidavęs ir sudaręs vieną ozono molekulę, per tarpines reakcijas atsistato į pradinę būseną ir vėl gali dalyvauti ozono molekulių ardymo reakcijose. Tuo būdu vienas chloro atomas gali sudaryti tūkstančius ozono molekulių.
Vienoje 1985 metais buvo pasirašyta ta…rptautinė konvencija dėl ozono sluoksnio apsaugos, o 1987 metais Monrealyje priimti papildomi protokolai dėl medžiagų, ardančių ozono sluoksnį, (freonų) gamybos ir naudojimo apribojimų. Įgyvendinus šiuos tarptautinius susitarimus, faktiškai buvo atsisakyta taip vadinamų kietųjų freonų: CFC-11 (CFCL3) ir CFC-12 (CF2CL2), kurie dėl savo ilgaamžiškumo yra ypatingai pavojingi. Jie buvo pakeisti mažiau pavojingais, tai yra trumpesnio amžiaus freonais ar visiškai kitomis medžiagomis. Pavyzdžiui buitinės chemijos pramonėje aerozolinių balionėlių užpildymui pradėta naudoti angliarūkštė. Tačiau dėl naudotų kietųjų freonų ilgaamžiškumo (jų egzistavimo stratosferoje trukmė sudaro 50 – 200 metų), greito efekt šios priemonės negali duoti.
Kita vertus, ne visi specialistai sutinka, kad pagrindinė ozono sluoksnio irimo priežastis yra būtent vairiose pramonės šakose naudojami freonai. Yra duomenų apie gana patikimą ozono koncentracijų pokyčių stratosferoje ir ugnikalnių šsiveržimų korialiaciją. Kai kurių mokslinikų nuomone dabartinis ozono sluoksnio retėjimas yra ilgalaikių natūralių svyravimų išraiška. Tačiau labiausiai prpažina yra antropogeninės kilmės freonų, kaip pagrindinės ozono sluoksnio irimo priežasties, hipotezė.
Gana ilgą laiką buvo manyta, kad ozono sluoksnio irimas yra būdingas tik Antarktidos regionui, kur pirmiausia ir buvo pastebėtas šis reiškinys.
Tačiau paskutinio praeito šimtmečio dešimtmečio pradžioje ozono sluoksnio retėjimas buvo užfiksuotas ir šiaurės pusrutulyje, iš pradžių Europos šiaurėje – virš šiaurinės Norvegijos dalies, o netrukus šį reiškinį pastebėjo ir šiaurės Rusijos, Latvijos bei Lenkijos observatorijos. Nuo
1993 metų ozono sluoksnio stebėjimai traukti ir į Lietuvos aplinkos monitoringų programą.
Nuo 1970 metų buvo pastebima gana akivaizdi bendro ozono kiekio (BOK)
mažėjimo tendencija (apie 0,3 % per metus). Tačiau trečio dešimtmečio pabaigoje buvo ir didėjimas. Taigi ozono koncentracijoms, kaip, beje, ir kietiems geocheminiams, geofiziniams bei biologiniams parametrams, būdingi tam tikri ilgalaikiai natūralūs svyravimai. Šie natūralūs svyravimai gerokai apsunkina ilgalaikių tendencijų analizę ir antropogeninio indėlio į šias tendencijas įvertinimą.
Bendrojo ozono kiekio stebėjimai Lietuvoje patvirtino kitų Europos šalių stebėjimo stočių išvadas apie ozono sluoksnio nykimą ne tik ties šalių, bet ir vidurinėse platumose. Fizikos instituto duomenimis BOK virš
Lietuvos aštuntajame ir devintajame dešimtmečiuose mažėjo apie pusę procento per metus. Bendrajam ozono kiekiui būdinga gana žymūs sezoniniai svyravimai. Mūsų platumose maksimalios ozono koncentracijos stebimos anksti pavasarį – kovo mėnesį (apie 430 D.v.), o minimalios – rudenį (apie 300
D.v.). 6 lentelėje pateikti duomenys apie bendrojo ozono kiekio virš
Vilniaus nukrypimus nuo ilgametės normos skirtingais 1993 – 1996 metų mėniasiais.
6 lentelė
Benrojo ozono kiekio nuokrypai (D.v.) nuo daugemiačių vidurkių
|Mėnuo |Ilgametis |1993 |1994 |1995 |1996 |
| |vidurkis | | | | |
|Sausis |384 | |-11,5|-18,4|-28,4|
|Vasaris |425 | |+1,2 |-12,4|+13,6|
|Kovas |432 | |-9,7 |-10,5|-37,5|
|Balandis|412 |-32,0|-10,2|-10,7|-8,7 |
|Gegužė |385 |-32,2|+3,9 |0,0 |-20,0|
|Birželis|347 |-4,3 |+3,7 |-4,3 |+3,7 |
|Liepa |327 |+15,0|+7,0 |+3,3 |+6,3 |
|Rugpjūti|313 |+3,1 |+15,0|+2,2 |-3,8 |
|s | | | | | |
|Rugsėjis|301 |-31,2|-3,7 |+3,3 |-2,7 |
|Spalis |304 |-44,3|-4,6 |-10,6|-1,6 |
|Lapkriti|312 |-31,8|-10,3|-9,0 |-14,0|
|s | … | | | | |
|Gruodis |333 | |-15,9| | |
Kaip matome iš apteiktų duomenų, didžiausi neigiami bendrojo ozono kiekio nuokrypiai, buvo užfiksuoti 1993 metais, kai pavasarį (balandis, gegužė) ir rudenį (rugsėjis – lapkritis) buvo užfiksuotas ozono sluoksnio suplonėjimas daugiau nei 30 D.v., kas sudaro beveik 10 procentų bendrojo ozono kiekio. Ypatingi stipriai tais metais sumažėjo BOK spalio mėnesį
(44,3 D.v.). Vėlesniais metais nuokrypiai nuo daugiamečio vidurkio buvo mažesnis ir tik 1996 metų kovo mėnesį vėl buvo užfiksuotas beveik 10 %
ozono sluoksnio suplonėjimas. Pastebėtina, kad vasarą dažniauiai užfiksuojamas kiek didesnis dagiametis vidurkis BOK. Pastaraisiais metais visose platumose stebimas tam tikras bendrojo ozono kiekio neigiamų nuokrypių nuo ilgametės normos sumažėjimas, tačiau atsižvelgiant į freonų egzistavimo stratosferoje trukmę (50 – 200 metų), vargu ar tai galima traktuoti kaip freonų gamybos ir naudojimo apribojimų pasekmę.
Ozono sluoksnio nykimo pasekmes papildomai apsunkina tai, kad neigiamas biologinis padidėjusio ultravioletinio spinduliavimo poveikis didėja žymiai greičiau nei yra ozono sluoksnis – ozono sluoksniui sumažėjus keliomis dešimtimis pocentų, ultravioletinių spindulių biologinis poveikis padidėja kelis kartus. Dėl padidėjusio ultravioletinio spinduliavimo daugėja odos ir kraujo vėžio bei akių kataraktos susirgim, silpnėja imuninė sistema, vyksta augalų fotosintezės depresija, sulėtėja augimas bei sumažėja žemės ūkio kultūrų derlingumas, vandenuose nyksta planktonas.
Tuo būdu ozono sluoksnio nykimas prisideda ir prie kitos globalinės problemos – klimato atšilimo, nes lėtėjant augalų augimui ir nykstant fitoplanktonui, sumažėja anglies dioksido asimiliacija, ir tai didina jo koncentraciją ore. Būtent anglies dioksido koncentracijos didėjimas ore yra viena iš pagrindinių globalinio klimato atšilimo priežasčių. Be to, ozono sluoksnio pokyčiai daro ir tiesioginį poveikį temperatūriniam žemės režimui. Nykstant ozono sluoksniui stratosferojemažėja ultravioletinių spindulių sugertis, kas sąlygoja stratosferos atvėsimą. Kita vertus, ozono koncentracijos didėjimas troposferoje didina saulės spindulių sugertį pažemio sluoksnyje, kas tiesiogiai prisideda prie klimato atšilimo.
Kečiantis vertikaliam temperatūros gradientui, keičiasi ir vertikalių oro srautų intensyvumas, kas savo ruožtu gali sukelti kol kas sunkiai nusakomus klimato pokyčius.
Ltavioletiniai spinduliai apima trmpabangę nematoą saulės spindulių spektro dalį – nuo 100 iki 400 nanometrų. Pagal bangos ilgį ir biologinį poveikį ultravioletiniai spinduliai yra skirstomi į tris sritis: A – nuo
400 iki 320 nanometrų, B – nuo 320 iki 280 nanometrų ir C – nuo 280 iki 100
nanometrų. A srities ultravioletiniai spinduliai praktiškai yra nepavojingi gyviems organizmams. Prasiskverbę per žmogaus odą šios srities UV
spinduliai skatina apsauginio pigmento susidarymą. Ozonas šios srities ultravioletinių spindulių beveik nesugeria. B srities ultravioletinė radiacija yra žymiai pavojingesnė gyviems organizmams. Yrant ozono sluoksniui labiausiai didėja būtent šios srities ultravioletinis spinduliavimas. Pavojingiausia gyviems organizmams yra C srities ultravioletinė radiacija, kurios poveikis faktiškai prilygsta Rentgeno spindulių poveikiui. Tačiau būent šios srities UV spindulius ozonas sugeria efektyviausiai ir kol kas nėra užfiksuoa šios srities ultraioletinės radiacijos padidėjimo.
Tyrimai rodo, kad 10 % ozono sluoksnio suplonėjimas padidintų B
srities ltravioletinį spinduliavimą į žemės paviršių beveik 10 kartų, kas specialistų nuomone gali turėti labai neigiamų ekologinių pasekmių.
7. TOLIMOSIOS UŽTERŠTO ORO PERNAŠOS.
RŪGŠTIEJI LIETŪS
Aplinkos teršimo požiūriu vienas išpagrindinių dabartinės epochos skirtumų nuo pramonės epochos yra tai, kad aplinkos teršimo mastai iš lokalinio peraugo į regioninį ar net globalinį mastą.
Parndiės teršiančios medžiagos iš kurių formuojasi rūgštieji lietūs yra sieros ir azoto oksidai, kurių pagrindinė dalis patenka į aplinką deginant organinį kurą. Sieros ir azoto oksidų egzistavimo ore trukmė yra palygnt trumpa ir vdutiniškai prilygsta vienai parai. Per šį laikotarpį sieros ir azoto oksidai susioksiduoja iki sieros ar azoto rūgšties arba sulfatų, nitritų ar nitratų, kurių egzistavimo trukmė yra keleriopai ilgesnė (vidutiniškai trys paros), arba iškrinta į žemės paviršių sausų iškritų pavidalu. Aerozolių pavidalu sulfatai ir nitratai, esant palankioms teršalų sklaidai meteorologinėms sąlygoms, gali nukeliauti šimtus ir net tūkstančius kilometrų.
Dalis atmosferoje susidariusių sieros ir azoto rūgščių neutralizuojama į orą patekusio amoniako ar kitų šarminių medžiagų. Gana dideli kiekiai amoniako patenka į orą iš įvairių gamtinių šaltinių (pūvančios organinės medžiagos) ar žemės ūkio naudmenų. Susidariusios tirpios amonio druskos (amonio sulfatas, amonio nitratas) iškritusios į žemės paviršių, skatina paviršinių vandens telkinių ir dirvožemio eutrofikaciją.
Teršančios medžiagos iš atmosferos pasišalina ir sugrįžta į žemės paviršių dviem būdais – su sausomis ir šlapiomis iškritomis. Pagal apytikrius vertinimus, globaliu mastu sausas ir šlapias (lietus, sniegas)
eršiančių medžiagų srautai į žemės paviršių yra panašūs, tai yra sudaro po
50% bendro teršiančių medžiagų srauto. Tačiau skirtingo užterštumo vietose šis santykis yra gana skirtingas. Labai užterštose vietose sausas teršiančių medžiagų srautas sudaro net iki 70% bendro teršiančių medžiagų srauto, o sąlyginiai švariuose regionuose – atvirkščiai, apie du trečdalius bendrų iškritų sudaro šlapiasis srautas.
Sauso teršiančių medžiagų srauto į žemės paviršių intensyvumas priklauso ne tik nuo oro užterštumo, bet ir nuo pačių teršiančių medžiagų savybių bei nuo paviršiaus ant kurio nusėda teršiančios medžiagos savybių.
Kuo stambesnės teršiančių medžiagų dalelės ir kuo šiurkštesnis ir chemiškai aktyvesnis paviršius, tuo, esant tai pačiai teršiančių medžiagų koncentracijai, intensyvesnis sausas teršiančių medžiagų srautas. Kadangi mišku apaugusių plotų paviršius pasižymi didžiausiu šiurkštumu ir didžiausiu nusėdimo paviršiumi, tai miškingose vietose sausas medžiagų srautas paprastai yra gerokai intensyvesnis nei atviroje vietovėje.
Nagrinėjant tolimųjų užteršto oro pernašų į Lietuvą dėsningumus, aplinkinė teritorija paprastai suskirstoma į keturis geografinius sektorius. Pimajam (šiaurės vakarų) sektoriui priskiriamos oro masės atkeliaujančios iš skandinavijos šalių, antrajam (pietvakarių) sektoriui –
oro masės atkeliaujančios iš Centrinės ir Vakarų Europos – Didžioji
Britanija, Vokietija, Čekija, Lenkija, trečiajam sektoriui – iš pietryčių
(Ukraina, Baltarusija) ir ketvirtajam – iš šiaurės rytų (Suomija, Estija,
Latvija bei ŠV Rusijos sritys).
Iš skirtingų sektorių į Lietuvą atkeliaujančių teršiančių medžiagų kiekis priklauso nuo teršiančių medžiagų koncentracijos atkeliaujančiose oro masėse ir nuo vėjų iš to sektoriaus dažnumo. Pagal Fizkos instituto duomenis, didžiausiomis pagrindinių su tolimomis užteršto oro pernašomis atkeliaujančių teršalų (sulfatai, nitratai, amonis) koncentracijomis pasižymi oro masės atkeliaujančios iš trečiojo sektoriaus (pramoniniai
Ukrainos rajonai) ir iš antrojo sektoriaus (Centrinė ir… Vakarų Europa).
Sąlyginai švariausios oro masės atkeliauja iš skandinavijos šalių (pirmasis sektorius) ir kiek labiau užterštos iš šiaurės rytų sektoriaus (Latvija,
Estija, Suomija). Tuo tarpu dažniausiai pučia iš vakarinių sektorių (apytiksliai 40%). Iš rytinių sektorių vėjai yra žymiai retesni ir pietryčių bei šiaurės rytų sektoriams tenka apytikriai po 10%.
Pagal Europos monitoringo ir vertinimo programą EMEP (European
Monitoring and Evaluation Program) reguliariai vykdomi modeliniai skaičiavimai kurie padeda apytikriai vertinti kiek atskiros Europos šalys
,,perduoda” rūgščiuosius lietus sukeliančių teršalų į kitas šalis ir kiek iš kitų šalių šių teršalų gauna pačios. Sąlyginai tai vadinama teršiančių medžiagų eksportu ir importu. Šitokios teršalų eksporto ir importo matricos fragmentas sieros junginiams pateiktas 7 lentelėje.
7 lentelė
Sieros junginių tolimosios pernašos tarp Europos šalių (100 t. Sieros)
|Islandija |5,1 |
|Š.Skandinavi|4,6 – 4,8 |
|ja | |
|P.Skandinavi|4,3 – 4,4 |
|ja | |
|Vokietija |4,3 – 4,6 |
|Lenkija |4,3 – 4,4 |
|Čekija |4,3 – 4,4 |
Iš pateiktų duomenų matyti, kad mažiasiu rūgštingumu pasižymi
Islandijos krituliai, nes šios šalies geografinė padėtis tolimųjų žteršto oro pernašų požiūriu yra labai palanki ir ji radasi atokiau nuo pagrindinių užteršto oro masių srautų. Mažesniu nei Lietuvos kritulių rūgštingumu išsiskiria ir šiaurinė Skandinavijos dalis, o visų kitų geografiškai artimesnių Lietuvai šalių kritulių rūgštingumas yra gana artimas, kas rodo šių procesų regioninį mastą.
Lietuvos teritorijoje didžiausių kritulių rūgštingumu išsiskiria pajūris (pH 4,2) ir tai galima paaiškinti taip vadinamu jūros efektu. Jūros įtaka kritulių rūgštingumui dėl padidinto iš jūros į orą patenkančių chloro jonų kiekio paprastai jaučiama net iki 100 m atstumu.
Pasaruoju metu, mažėjant azoto ir ypač sieros junginių emisijai į orą pradėjo mažėti ir šių medžiagų koncentracijos ore bei krituliuose. Fizikos instituto duomenimis vidutinės sulfatų koncentracijos krituliuose per pastarajį dešimtmetį sumažėjo 2 – 3 kartus, o nitratų apie 1,5 karto.
Sumažėjus rūgščiųjų jonų koncentracijoms krituliuose, gana ryškiai sumažėjo ir kritulių rūgštingumas. Jei prieš dešimt metų vidutinis kritulių pH
Lietuvoje buvo apie 4,5, tai dabartiniu metu jis yra apie 5,1. Tai rodo, kad neigiamas rūgščiųjų lietų poveikis taipogi gerokai sumažėjo.
Vertinant teršiančiųjų edžiagų srautus, paprastai skaičiuojamas jų metinis vidurkis, kuris išreiškiamas miliogramais į kvadratinį metrą arba kg į hektarą. Šlapiasis sieros srautas 9 dešimtmetyje buvo gana stabilus ir sudarė apie 12 kg į hektarą. Kadangi šlapiasis sieros srutas, sudaro apie pusę bendro srauto, tai reiškia, kad praeito amžiaus 9 dešimtmetyje bendras metinis sieros srautas Lietuvoje buvo apie 24 kg/ha. Nuo 1991 metų, mažėjant Europos šalių ir pačios Lietuvos sieros emisijai ir sieros junginių koncentracijoms ore, akivaizdžiai pradėjo mažėti ir sieros iškritos į žemės paviršių.
Kaip matome iš 15 grafiko, pastaraisiais metais šlapiasis sieros srautas į žemės paviršių sudaro apie 4 kg/ha, tagi bendrasis metinis sieros srautas dabartiniu metu Lietuvoje sudaro apie 8 kg/ha, tai yra tris kartus mažiau nei 9 dešimtmetyje.
Azoto srautas į žemės paviršių susideda iš nitratinio (oksiduoto)
azoto ir amonio (redukuoto) azoto. 9 dešimtmetyje metinis šlapiasis azoto srautas į žemės paviršių sudarė apie 10kg/ha. Atsižvelgiant į tai, kad sausasis azoto srautas sudaro apie trečdalį bendrojo azoto srauto, gaunasi, kad 9 dešimtmet…yje bendras mineralinio azoto srautas į žemės paviršių sudarė apie 15 kg/ha. Kadangi azoto junginių emisijos į orą per pastarąjį dešimtmetį sumažėjo nepalyginamai mažiau nei sieros emisijos, tai ir azoto iškritos į žemės paviršių sumažėjo tik trečdaliu ir dabartiniu metu bendras mineralinio azoto srautas sudaro apie 9-10 kg/ha.
Pažymėtina, kad per pastaruosius du dešimtmečius labai pasikeitė nitratinio ir amonio azoto santykis iškritose. Jei pačioje 9 dešimtmečio pradžioje, azoto iškritose vyravo nitratinis azotas, tai pastaruoju metu bendrame azoto sraute amonio azotas gerokai viršija nitratinį azotą ir sudaro apie 60 – 70 % bedrojo azoto srauto. Kadangi antropogeninės amonio emisijos į orą daugiausia sąlygoja žemės ūkio veikla, tai galima padaryti išvadą, kad azoto srautų formavimuisi vis didesnę įtaką turi vietiniai taršos šaltiniai.
Naudota literatūra
• R.JUKNYS ,,APLINKOTYROS PAGRINDAI”, VDU, KAUNAS 2002
• http://info.kmu.lt/sveikas/aplinka
• http://www.siauliai.aps.lt
• http://www.prizme.lt/straipsniai
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]
[pic]