Įvairių dujų sukeliančių rūgščius lietus įtaka dirvožemiui ir vandeniui

Klaipėdos „Versmės“ vidurinė mokykla

Chemijos pamoka

Įvairių dujų sukeliančių rūgščius lietus įtaka dirvožemiui ir vandeniui

10d klasės mokinės

Judita Žalaitė

Simona Bučiūnaitė

Klaipėda, 2005

Turinys

1. Įvadas

.........................

.... 3 psl.

2. Rūgštieji lietūs

.......................4–5

psl.

3. Siera

.........................

......5 psl.

4. Azotas – trąša ir nuodas

.................5–6 psl.

5. Išplovimas

.........................

...6 psl.

6. Dirvožemio degradacija

..................6–7 psl.

7. Vanduo ir jo užterštumas

...................7 psl.

8. Išvados

.........................

.....8 psl.

9. Naudota literatūra

......................9 psl.

Įvadas

Šio šimtmečio pradžioje ir viduryje į vis naujus kuriamus chemikalus buvo
žiūrima labai optimistiškai. Niekas nebandė išsiaiškinti galimų šalutinių
padarinių. Tik septintojo dešimtmečio pradžioje, visų pirma Rachelės
Karsons knygos „Tylusis pavasaris“ dėka, pradėtos rimtai svarstyti
neigiamos chemikalų naudojimų pusės. Užvirė ginčai dėl pavojaus.

Kažkokios visuotinai priimtos teršalų klasifikacijos iki šiol nėra ir
vargu ar kada bus, tačiau vadovaujantis aplinkos teršimo apibrėžimu, viisą
teršalų įvairovę pirmiausia galima suskirstyti į tris dideles grupes:

1. Cheminiai teršalai.

2. Fizikiniai teršalai.

3. Biologiniai teršalai.

Tačiau mes nagrinėsim tik cheminius teršalus.

Cheminiai teršalai – tai vadinamos cheminės medžiagos, jų junginiai ir
mišiniai kurie viršijus tam tikrą koncentraciją ir/ar poveikio trukmę, daro
arba gali daryti neigiamą poveikį žmonėms ir kitiems gyviems organizmams.
Be to, svarbu suprasti, kad faktiškai visos medžiagos, esant didelei jų
koncentracijai, tampa teršalais.

Geriausias pavyzdys čia yra azoto junginiai, kurie yra labai svarbūs gyvų
organizmų augimo ir vystimosi procesuose ir kurių nepriteklius dažniausiai
yra pagrindinis augalų augimą ribojantis veiksnys. Tačiau būtent azoto
junginių peerteklius aplinkoje dabartiniu metu yra viena iš svarbiausių
aplinkos problemų, sąlygojančių vandens telkinių ir dirvožemio
eutrofikaciją[1] ir keliančių grėsmę daugeliui natūralių vandens ir
sausumos ekosistemų.

Iš visos didžiulės cheminių teršalų įvairovės čia išvardinsime tik
dažniausiai minimas jų grupes:

1. Anglies, azoto ir sieros oksidai;

2. Kietosios dalelės (dulkės);

3. Sunkieji metalai;

4. Aromatiniai an

ngliavandeniai;

5. Halogeninti angliavandeniai;

6. Biogeninės medžiagos (amonis, nitratai, fosfatai ir kt.);

7. Naftos produktai;

8. Greitai įrančios organinės medžiagos;

9. Patvarūs organiniai junginiai

10. Oksiduojančios medžiagos (ozonas ir kt.);

Kai kurie iš šių cheminiai teršalai gali sukelti rūgščiuosius lietus.
Kaip susidaro rūgštieji lietūs?

Rūgštieji lietūs

Kasmet, palaipsniui, dalis sieros oksidų ir azoto oksidų virsta
smulkiomis dujų dalelėmis ir iškrinta ant žemės. Taip pat šios dujos
iškrenta kartu su lietumi ir sniegu. Sieros dioksido dujos suyra per 4-5
paras ir neturėtų kelti nerimo, jei ne viena aplinkybė. Per trumpą savo
gyvavimo laiką, veikiamos saulės spindulių, SO2 dujos jungiasi su oro
deguonimi ir virsta sieros trioksidu (SO3), kuris gerai tirpsta vandenyje,
vandens garuose bei vandens lašeliuose ir sudaro sieros rūgštį (H2SO4).
Toks lietus, pilnas rūgšties, vadinamas rūgščiuoju lietumi, todėl dirva ar
vanduo, į kuriuos toks lietus krenta taip pat darosi rūgštesni. Jei jų
rūgštingumas viršija normas, tai daro žžalą čia augantiems augalams,
gyvenantiems žmonėms ir gyvūnams.

Sieros oksidų kiekis ore yra svarbus rodiklis: kuo daugiau šių dujų yra
ore, tuo rūgštesnis yra lietus. Švedijos ir pietų Norvegijos ežerai
labiausiai kenčia nuo rūgščiųjų lietų. Daugelyje ežerų išnyko žuvys. Miškai
yra pažeisti daugelyje Europos šalių, blogiausia padėtis yra taip
vadinamame  “juodajame trikampyje”. Tai Čekijos, Vokietijos ir Lenkijos
sienų susikirtimo riba.  Čia miškai ne tik pažeisti, bet vietomis visiškai
išdžiūvę. Nuo taršos čia nukentėjo ežerai ir žmonės. “Juodajame trikampyje”
yra keletas anglimi kūrenamų stambių elektrinių ir lydymo fabrikų, kurie
išmeta milžiniškus si

ieros oksido kiekius.

Rūgštusis  lietus yra rūgštis, o priešinga jai medžiaga vadinama šarmu.
Kalkės yra šarmas. Kada jūs maišote rūgštį su šarmu, ji pasidaro ne tokia
rūgšti.Lygiai taip pat atvėsta vanduo, kai mes įpilame į verdantį katilą
šalto vandens. Tose vietose, kur uolienos ir dirva turi daug  kalkių,
reaguoja su rūgščiu lietumi, bet ilgainiui rūgštusis lietus “suvartoja”
visas kalkes ir jos nebegali apsaugoti dirvos nuo rūgštėjimo.Taip pat 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.

Gamtoje krituliai yra naturaliai parūgštinami dėl angliarūgštės
poveikio, kuri susidaro oro sudėtyje esančiam anglies dioksidui reaguojant
su vandeniu. Tokių kritulių pH svyruoja apie 5,5 ir tokio rūgštingumo
kritulius priimta laikyti gamtiškai neutraliais.

Vidutinis kritulių rūgštingumas

Įvairiose Europos šalyse (1985 – 1990)

|Valstybė |Kritulių |
| |rūgštingumas |
|Islandija |5,1 |
|Š. Skandinavija|4,6 – 4,8 |
|P. Skandinavija|4,3 – 4,4 |
|Vokietija |4,3 – 4,6 |
|Lenkija |4,3 – 4,4 |
|Čekija |4,3 – 4,4 |

Sumažėjus teršiančių medžiagų emisijai[2] į orą, per pastarajį
dešimtmetį gerokai sumažėjo ir kritulių rūgštingumas. Jei devintajame
dešimtmetyje vidutinis kritulių pH Lietuvoje buvo apie 4,5, tai dabartiniu
metu – apie 5,1.

[pic]

Siera

Sieros dioksidas (SO2) yra dujos, kurių koncentracija atmosferoje labai
maža. Svarbiausi gamtiniai sieros dioksido šaltiniai – tai vulkanų
išsiveržimai ir kai kurių bakterijų veikla. Kadangi sierą kaip maisto
medžiagą naudojasi visi organizmai, jos yra visose biologinės ki

ilmės
medžiagose, pavyzdžiui, medienoje, durpėse, anglyje, naftoje, ji randama ir
grynuolės sieros pavidalu (sudaro 0,05% Žemės plutos masės). Degant šioms
medžiagoms susidaro sieros dioksidas. Sieros turi ir daugelis svarbių
mineralų. Perdirbant tų metalų rūdas taip pat išsiskiria sieros dioksidas.

S + O2 → S4+O22-

2ZnS2- + 3O20 → 2ZnO2- + 2S4+O22-

Išmetamų į atmosfera sieros teršalų kiekis

|Medžia|Žmogaus veikla |Masė, mln. t |Natūralūs |Masė, mln.|
|ga | |per metus |procesai |t per |
| | | | |metus |
|H2S |Naftos |3 |Vulkanų, |84 |
| |perdirbimas, | |bakterijų veikla | |
| |srutų puvimas | | | |
|SO2 |Anglies, naftos |212 |Vulkanų veikla, |20 |
| |deginimas, rudų | |biologiniai | |
| |perdirbimas | |procesai | |

Azotas – trąša ir nuodas

Šiais laikais žmogus smarkiai kišasi į naturalią azoto apytaką ne tik
naudodamas mineralines trąšas, bet ir teršdamas orą. Visų degimo procesų
metu vyksta maždaug tas pats, kas ir žaibuojant – deguonis ir azotas sudaro
azoto oksidus. Iš azoto oksidų susidaro azoto rūgštis (HNO3), kuri su
krituliais patenka į dirvožemį. Azoto rūgštis dirvą gali patręšti, bet gali
ją ir parūgštinti. Kada azoto junginių iškrinta tiek daug, kad medžiai ir
kiti augalai miške nespėja jų visų sunaudoti, tada azotas pradeda iš
dirvožemio skverbtis į vandenis – prasideda rūgštėjimo[3] procesas.
Atsiradus per daug azoto, keičiasi augmenija, gali nukentėti net medžiai –
jie neprisitaikę gyventi azoto pertekliaus sąlygomis. Reikia pridurti, kad
žemės ūkyje naudojant kai kurių tipų trąšas į orą išsiskiria amoniakas
(NH3) – dar vienas azoto junginys, sukeliantis azoto perteklių.

N2 + O2 → 2NO

2NO + O2 →2NO2

2NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

N2 + 3H2 →2NH3

Išplovimas

Iškritus rūgštiems lietums keliaudamas žemyn pro au

ugmenijos sluoksnį,
visų pirma pro medžių lajas, vanduo keičia savo cheminę sudėtį: jame
esančias azotines ir sierines medžiagas gali sugerti augalai, kitos gali
išskirti ant spyglių ar lapų, nuo kurių gali būti vėl nuplautos. Vandeniui
sunkiantis pro dirvą jo sudėtis vėl kinta. Sunkdamasis jis perneša įvairias
medžiagas iš paviršinių dirvos sluoksnių į gilesnius. Šis procesas
vadinamas išplovimu[4]; jis trunka tūkstančius metų. Dėl išplovimo daugelio
dirvų viršutinis sluoksnis dažnai yra blyškios spalvos – tai eliuvinis
horizontas[5]. Kai kurios žemyn gabenamos medžiagos, pavyzdžiui, geležies
junginiai, kiek giliau iškrinta ir nudažo gruntą rūdžių spalva. Šis
sluoksnis vadinamas iliuviniu horizontu[6].

Dirvožemio degradacija

Kaip prisimename, dirvožemio erozija – tai viršutinio dirvožemio
sluoksnio ardymas. Cheminę dirvožemio eroziją skatina rūgštieji lietūs.
Rūgštieji lietūs yra tipingas pasklidusios dirvožemio taršos šaltinis.
Padidinto rūgštingumo krituliai, patekę į paviršinius dirvožemio sluoksnius
ne tik padidina jų rūgštingumą, bet ir suaktyvina katijonų (Ca, K, Mg ir
kt.) išplovimą padidina sunkiųjų metalų aktyvumą, skatina toksinių
aliuminio junginių susidarymą. Laikoma, kad būtent rūgštieji lietūs yra
viena svarbiausių regioninio masto miškų džiuvimo priežaščių.Rūgštėjimo
intensyvumas priklauso ne tik nuo patenkančio rūgščių kritulių kiekio, bet
ir nuo dirvožemio buferinio pajėgumo, t.y. nuo jame esančių cheminių
medžiagų, galinčių neutralizuoti rūgštis. Metalų toksiškumas augalams
dažniausiai susijęs su žemu dirvožemio pH.

Kadangi aliuminis labiausiai paplitęs žemės plutoje metalas, jo
toksiškumas laikomas pagrindiniu žalingu veiksniu augalams, augantiems
dirvožemiuose, kurių pH<5,0. Nerūgščiuose dirvožemiuose aliuminioaptinkama
netirpių aliumosilikatų arba oksidų formos; jie neigiamo poveikio nedaro.

Mažėjant dirvožemio pH, aliuminio tirpumas didėja. Vidutiniškai
rūgščiuose dirvožemiuose Al3+jonai veikia kaip rūgštis, kadangi jie
reaguoja su vandeniu ir sudaro aliuminio hidroksilą. Judriojo aliuminio
kiekis dirvožemyje labiausiai priklauso nuo dirvožemio reakcijos.
Rūgščiuose dirvožemiuose, kurių pH mažiau kaip 5,5, aliuminio tirpumas
staigiai padidėja; jis pradeda aktyviai konkuruoti su kitais katijonais
jonų mainuose. Neutralaus dirvožemio tirpale aliuminio būna iki 400 g/l,
tuo tarpu dirvožemio tirpale, kurio pH 4,4, aliuminio padaugėja iki 5700
g/l. Koreliacijos koeficientas tarp judriojo aliuminio ir pH Lietuvos
dirvožemiuose yra iki 0,82 –0,85.

Tam tikras judriojo aliuminio kiekis bei rūgšti dirvožemio reakcija
labiausiai kenkia žieminiams kviečiams ir rugiams, dobilams, liucernoms ir
kitiems žiemojantiems augalams. Jis kenksmingas ir vasariniams javams.
Palyginus įvairius vystymosi tarpsnius, judrusis aliuminis pavojingiausias
jauniems augalams. Tyrimais nustatyta, kad aliuminio junginiai labiau
slopina šaknų nei daigų augimą. Jautresnės aliuminio toksiškam poveikiui
yra daigų ir jaunų augalų šaknys. Dėl jo poveikio sutrinka jų išilginis
augimas, šaknys būna trumpos, pastorėjusios ir susisukusios, daigų viršūnės
ruduoja ir apmiršta. Nustatyta, kad aliuminis sutrikdo maistinių medžiagų
(P, Ca, Mg, K, N) pasisavinimą, pakeičia anijonų ir katijonų santykį
augale. Esant aliuminio jonų pertekliui, katijonų pasisavinama mažiau. Be
to, toksiškas aliuminio poveikis susijęs ir su padidėjusiu Fe, Mn, gal būt
ir su kitų sunkiųjų metalų kaupimu . Daugelio užsienio autorių darbuose
nustatyta, kad tolerantiškumą aliuminiui lemia genetinės augalo savybės.
Pagal tolerantiškumą aliuminiui gali skirtis ne tik augalų rūšys, bet net
ir skirtingos veislės. Todėl genetiškai atsparių aliuminio junginiams
augalų selekcija gali padėti sumažinti aliuminio stresą, kurį patiria
daugelis rūgščiuose dirvožemiuose auginamų žemės ūkio kultūrų.

Mūsų šalyje miežių auginama daugiau negu kitų javų. Kai žiema būna
nepalanki žiemkenčiams, vasarinių miežių plotai dar labiau padidėja. Tačiau
miežiai jautrūs dirvožemio rūgštingumui.

Vanduo ir jo užterštumas

Viena iš ryškiausių rūgštėjimo pasekmių yra ta, kad ežeruose didėja
aliuminio koncentracija. Tai matyt yra pagrindinė priežastis, dėl ko mažėja
žuvų reprodukcija.

Natūraliuose, švariose vandens telkiniuose visų mineralinių elementų
(C,O,S ir k.t.), reikalingų gyvų organizmų veiklai, yra pakankamai,
išskyrus fosforą (P) ir azotą (N). Pastarųjų trūkumas dažnai būna tas
veiksnys, kuris riboja pirminės produkcijos didėjimą vandens ekosistemoje.

Po rūgščiųjų liučių vandenyje padaugėja azoto ir sieros junginių taip
pat ir kitų nuodingų medžiagų. Šios medžiagos kaupiasi vandens telkinių
dugno nuosėdose, augaluose ir gyvūnuose. Kuršių marių moliuskų audiniuose
randamos didelės sunkiųjų metalų (Cu, Ni, Pb, Ag, Hg, Co, Zn ir k.t.)
koncentracijos. Valydami vandenį ir kaupdami teršalus savo kūnuose,
moliuskai nuodijasi ne tik patys, bet kenkia ir žuvims, kurios jais minta.
Šiaurinėje marių dalyje mažėja ne tik žuvų, bet ir aukštesniųjų augalų bei
bumblių rūšių. Įsivyrauja atsparios taršai melsvabakterės ir siūliniai
dumbliai. Dėl tokių pat priežaščių daugėja nemaistingųjų ežerų.

Distrofiniai ežerai [7]– tai nedideli durpynuose išsimėtę ežeriukai. Iš
pelkių atnešamos humusinės rūgštys jų vandenį nudažo rusvai. Paprastai šių
ežerų produktyvumas labai mažas, juose gyvena tik atspariausios žuvys.

Ežerui parūgštėjus vandens cheminė sudėtis pakinta taip, kad
pažeidžiama arba visiškai nutraukiama žuvų reprodukcija. Dėl šios
priežasties ežero gyvūnų bendrija netenka ir daugelio kitų rūšių, tačiau
kai kurių rūšių populiacijos padidėja. Ypač padaugėja kai kurių vabzdžių,
pavyzdžiui, dusių, laumžirgio lervų, vandeninių blakių. Tai yra tiesioginė
žuvų išnykimo ir netiesioginė vandens parūgštėjimo pasekmė.

Išvados

Rinkdami šia medžiagą sužinojome, kad rūgštūs lietūs yra globalinė
problema. Jie teršia paviršinius požeminius vandenis, dirvą, kenkia
augalams, skatina metalų koroziją, jų veikiamos greičiau susidėvi
besitrinančios mechanizmų dalys, apie 6 kartus greičiau suyra stogo dangos,
statybinės medžiagos, metalinės konstrukcijos bei dažai. Bendri ekonominiai
nuostoliai kasmet sudaro milijardus dolerių. Europoje susiformavo
padidėjusio rūgštingumo kritulių zona, apimanti Didžiąją Britaniją,
Olandiją, Daniją, dalį Vokietijos, Skandinavijos pietus, NVS šiaurės vakarų
dalį, Lietuvą.

Nuo rūgščių lietų ir oro teršalų mažėja dirvos derlingumas, nes nyksta
dirvos organizmai, nudega pušų viršūnės, patamsėja medžių lapai,
paraudonuoja spygliai. Medžiai meta lapus bei spyglius, nudžiūva. Rūgštūs
lietūs kenkia daržovėms: kopūstams, burokėliams, agurkams. Jie taip pat
nepaprastai kenkia miškams.

Dėl rūgščių lietų poveikio iš dirvožemio greičiau į vandeningąjį
horizontą išsiplauna organinės medžiagos ir sunkieji metalai – užteršiamas
gruntinis vanduo.Nuo tokių lietų žūva žuvų mailius ir jo maistas,
migruojantis dirvoje aliuminis, patekęs į vandenį, pažeidžia žuvų žiaunas.

Kaip sumažinti oro taršą kad nekiltų ekologinė katastrofa?

Tam reikia:

1. gamyklų ir elektrinių kaminuose įrengti filtrus, surenkančius kietas

daleles;

2. kur įmanoma, vietoj naftos ir anglių naudoti dujas arba kitą mažiau

kenksmingą kurą;

3. padidinti oro kiekį kuro ir oro mišinyje, kad kuras geriau sudegtu;

4. automobilių išmetimo vamzdžiuose įtaisyti katalinius keitiklius, kurie

anglies monoksidą oksiduotų iki anglies dioksido;

5. kurti elektra varomus automobilius ir t.t.

Naudota Literatūra

1. Aniol, A. (1997). The aluminium tolerance in wheat. Plant breeding:

theories, achievements and problems.Proceedings of international

conference. Lietuvos žemdirbystės institutas. P. 14–22.

2. Foy, C. D. (1998). Plant adaptation to acid aluminum-toxic soils.

Commun. Soil Sci. Plant Anal., 19. P. 959–987.

3. Girgždys, A. ir kt. (1999). Atmosferos oro tarša ir jos sklaida.

Lietuvos ekologinis tvarumas istoriniame kontekste. Red.

L.Kairiūkštis, Z.Rudzikas. Vilnius. P.19–92.

4. Kairiūkštis, L. ir kt. (1999). Miško ekosistemų poveikis klimato

pokyčiams ir atmosferos teršimui. Lietuvos ekologinis tvarumas

istoriniame kontekste. Red. L. Kairiūkštis, Z. Rudzikas.Vilnius. P.

460–484.

5. Knašys, V. (1985). Dirvožemių kalkinimas. Vilnius.P. 4–25.

6. Kochian, L.V. (1995). Cellular mechanisms of Aluminum toxicity and

resistance in plants. Plant Physiol. Plast Mol. Biol., 46. P.

237–260.

7. Mažvila, J., Eitminavičius, L., Ežerinskis, V. (1996). Lietuvos

dirvožemių rūgštumas ir kalkinimas // Žemės ūkio mokslai, 2. P.

13–19.

8. Šopauskienė, D. (1994). Kritulių cheminė sudėtis. Rūgštūs lietūs.

Lietuvos Respublikos aplinkos apsaugos ministerija. P. 33–37.

9. Vaičys, M. ir kt. (1999). Dirvožemių technologinė tarša. Lietuvos

ekologinis tvarumas istoriniame kontekste. Red. L. Kairiūkštis, Z.

Rudzikas. Vilnius. P. 161–242.

10. Pleijelis, H. (1994) Knyga apie Ekologiją // Žaliosios lietuvos

įvadas į ekologijos pagrindus. Vilnius. P. 24 – 26, 62, 65, 68 – 69

73 – 74.

11. Lenkevičius,E., Motiejūnienė, E., Šegždaitė, V., (1997) Ekologijos

Pagrindai. Lietuvos Respublikos švietimo ir mokslo ministerija.

Kaunas. P. 98 – 101,106 – 107.
———————–
[1] Tai permaitinimas maistinėmis medžiagomis.
[2] Kitaip tai būtu koncentracija.
[3] Reiškinys, kada didėja dirvožemio ir vandenų rūgštingumas, t.y. mažėja
jų pH reikšmė. Pagrindinė rūgštėjimo priežastis – sieros bei azoto junginių
išmetimas, pavyzdžiui, deginant iškasamąjį kurą.
[4] Kai vanduo išplauna ir išneša medžiagas iš viršutinių dirvožemio
sluoksnių.
[5] Smarkiai išplautas dirvožemio sluoksnis.
[6] Gilesni dirvos sluoksniai, į kuriuos iš viršutinių sluoksnių
išplaunamos kai kurios maisto medžiagos.
[7] Tai mažai maistinių medžiagų turintys arba išvis neturintys ežerai.

Leave a Comment