Atmosferos tarša ir apsauga
TURINYS
ĮVADAS 3
1. ORO TARŠA. PAGRINDINAI ORO TERŠALAI 3
2. TERŠIANČIŲ MEDŽIAGŲ EMISIJA Į ORĄ 5
2.1. TERŠIANČIŲ MEDŽIAGŲ EMISIJA Į ORĄ LIETUVOJE 8
3. MIESTŲ ORO KOKYBĖ 9
4. ,,ŠILTNAMIO EFEKTAS” – PASAULINIS KLIMATO ATŠILIMAS 13
5. PAŽEMIO OZONO KONCENTRACIJŲ KITIMAS 17
6. STRATOSFEROS OZONO SLUOKSNIO NYKIMAS 20
7. TOLIMOSIOS UŽTERŠTO ORO PERNAŠOS. RŪGŠTIEJI LIETŪS 23
8. NAUDOTA LITERATŪRA 27 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 aazoto 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 ddalis (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 ddažnai 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 eemisijos 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 mmetų 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 dduomenis, 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 eemisiją 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 11997 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 ggyventojų 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 tturėtų 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 mmatyti, 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 tto 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 lledinmetį 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 ddalį 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 kkoncentracijos.
• 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 ppanašus, 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, yyra 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 mmetais 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 ššios 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 nnaudojimo 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 2280 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 ssausas 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 ggerokai 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 iiš 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 iir 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 aapie 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]
