Žemė.Oro tarša

[pic]

Žemė – trečia pagal nuotolį nuo Saulės planeta. Ji,

kartu su

Merkurijumi, Venera, Marsu, priskiriama prie vidinių planetų. Vidinėmis

vadinamos todėl, nes jos yra tarp Saulės ir asteroidų žiedo. Planetos,

esančios už šio asteroidų žiedo, vadinamos išorinėmis. Aplink Saulę skrieja

beveik apskrita orbita, 29,8 km/s vidutiniu greičiu; Žemės siderinis

periodas (žvaigždiniai metai) yra 365,26 dienos.

Tarp vidinių planetų Žemė yra didžiausia ir masyviausia. Pagal masę

(59,74.1023kg) ji yra pirma tarp savo grupės (vidinių) ir penkta tarp visų

planetų. Savo forma primena kamuolį: Žemės pusiaujinis skersmuo – 12756,28

km, o aašigalinis – 12713,51 km.

Mūsų planeta nuo artimiausios žvaigždės – Saulės – yra nutolusi

vidutiniškai 149,6 mln. km. Šis atstumas vadinamas astronominiu vienetu.

Arčiausiai Saulės (perihelyje) Žemė būna apie sausio 3 d., toliausiai

(afelyje) – apie liepos 3 d.

Mokslininkų teigimu, Žemė susidarė prieš 4,5 mlrd. metų, dėl gravitacinės

kondensacijos, iš dulkių ir dujų, kurios planetų formavimosi pradžioje buvo

išsisklaidžiusios erdvėje aplink Saulę. Žemės geologinė istorija atkuriama,

tiriant Žemės plutos uolienas. Nustatyta, kad seniausių Žemės uolienų

amžius ~3,5 mlrd. metų.

Žemė susideda iš koncentrinių apvalkalų, dar vadinamų geosferomis: išorinio

dujų apvalkalo –– atmosferos, vandens apvalkalo – hidrosferos ir trijų

vidinių sluoksnių: Žemės plutos, mantijos ir branduolio. Iš kitų planetų

Žemė išsiskiria būtent tuo, kad turi pirmąsias dvi geosferas – atmosferą ir

hidrosferą.

Atmosfera ryškios viršutinės ribos neturi: dujų pėdsakų aptinkama

didesniame nei 1000 km aukštyje. Joje ddaugiausia azoto (78,1%) ir deguonies

(20,9%), taip pat anglies dioksido, vandens garų, argono bei kitų dujų

dalelių. Ši geosfera dar skirstoma į kelis sluoksnius: troposferą,

stratosferą, jonosferą ir egzosferą. Troposfera – tankiausias atmosferos

sluoksnis, kuris sudaro 4/5 visos atmosferos masės ir tęsiasi nuo Žemės

paviršiaus iki 12 – 18 km aukščio. Čia vyksta dauguma meteorologinių

reiškinių. Virš troposferos (iki 50 – 55 km aukščio) tęsiasi stratosfera.

Maždaug 20 –25 km aukštyje kaupiasi didžiausia ozono koncentracija

(“sluoksnis”), kuri saugo Žemę nuo ultravioletinių Saulės spindulių.

Aukščiau, iki 500 km, tęsiasi jonosfera. Jonosferoje susidaro pašvaistės,

žybsi į atmosferą įlėkę meteorai. Per ją yra perduodamos ilgesnės nei 15 m

radijo bangos. Virš jos yra egzosfera. Tai mažiausio tankio atmosferos

sluoksnis.

Hidrosfera susideda iš vandenynų, jūrų, sausumos vidaus ir požeminių

vandenų, ledynų, sniego dangos. Joje aptinkami beveik visi cheminiai

elementai. Pasaulinis vandenynas turi didelės įtakos Žemės klimato

formavimuisi, medžiagų apykaitai, geologiniams procesams.

Viršutinė kietoji geosfera vadinama pluta. Jos didžiausias storis (po

kalnuotomis sritimis) yra ~70 km. Žemės plutoje randama visų cheminių

elementų. 95% plutos sudaro magminės, o 5% nuosėdinės ir metamorfinės

uolienos. Žemės plutą nuo mantijos skiria Mochorovičiaus paviršius.

Mantijos didžiausias gylis – 2900 km. Viršutinė dalis (substratas) ir Žemės

pluta sudaro litosferą. Viršutinės mantijos apatinę dalį – astenosferą –

nuo apatinės mantijos skiria Golicyno sluoksnis. Mantijos uolienos pagal

sudėtį panašios į ultrabazines (peridotitus, dunitus) ir akmens meteoritus;

vyrauja deguonis, silicis, magnis, geležis. Žemės branduolio vidutinis

spindulys 3470 km. Manoma, kad branduolį sudaro geležies (90%) ir nikelio

(8%) oksidai. Nuo Žemės paviršiaus į centrą didėja slėgis, tankis ir

temperatūra. 100 km. gylyje slėgis 2,9 mln. kPa, ties mantijos ir

branduolio riba 137,8 mln. kPa, centre 343 mln. kPa. Medžiagos tankis

viršutinėje mantijoje 3,3 g/cm3, riboje su branduoliu 5,7 g/cm3, vidiniame

branduolyje 12 – 17 g/cm3. Žemės temperatūra pakyla nuo 600 – 1000 oC

viršutiniuose poplučio horizontuose iki kelių tūkstančių laipsnių Žemės

centrinėje dalyje. Temperatūra gilyn didėja ne visur vienodai; pvz.,

Europoje pakyla vidutiniškai 1 oC kas 32,3 m, Azijoje 27 m, Š. Afrikoje 23

m, Š. Amerikoje 39,1 m, Australijoje 27,2 m, P. Afrikoje >90 m (Geoterminis

gradientas).

Oras ir jo tarša

Grynas, švarus oras – tai dujų ir įvairiausių dalelyčių mišinys. Žemės

atmosferoje daugiausia yra azoto dujų – 78%. Be azoto ore yra deguonies

(21%), Anglies dioksido (0.04%), argono ir kitų cheminių elementų. Tarp

dalelių, kurios dažnai padaro orą matomą, nuspalvina dangų ir debesis, yra

mažyčių vandens lašelių (iš jų susidaro rūkana, rūkas ir žemutiniai

debesys) bei ledo kristalų (sudarančių aukštutinius debesis). Iš jūrų į orą

patenka druskos kristalėlių, o iš sausumos – dulkių, kuriose rasime

smiltelių, augalų žiedadulkių ir sporų bei daugybę kitokių medžiagų. Šios

dujos ir jų priemaišos augalams ir gyvūnams dažniausiai nekenksmingos;

žmogus irgi prie jų prisitaiko. Tačiau ore atsiranda ir kenksmingų bet

kokiai gyvybei priemaišų – tai oro tarša, daugiausia atsiradusi žmogaus

dėka (oro tarša gali atsirasti ir ugnikalnių išsiveržimo metu ar kt.).

Pastaruoju metu pasaulis labai supramonėjo. Dabar į orą išleidžiama daugybė

cheminių medžiagų ir kitų teršalų. Žmonės keičia Žemės atmosferą, taigi ir

klimatą.

Orą daugiausia teršia žmogus. Miestų ir pramonės rajonų užterštame ore kur

kas daugiau retesnių dujų, kurių švariame ore esama tik pėdsakų arba visai

nėra. Kai priemaišų daug, atmosfera darosi drumsta, patamsėja, blogiau

permatoma. Užterštu oru nemalonu kvėpuoti, neretai jis būna netgi

kenksmingas bet kokiai gyvybei. Žmogaus sveikatai kenkia užteršta aplinka;

yra ir netiesioginė žala – mažėja augalų derlingumas, genda įvairūs

daiktai.

Svarbiausias oro teršimo šaltinis – iškastinio kuro degimas. Akmens anglys,

kūrenamos namų židiniuose, pramonės įmonių ir garvežių pakurose, gulė

suodžių sluoksniu ant Europos ir Šiaurės Amerikos miestų XVIII a., XIX a.,

ir XX a. Pradžioje, o dabar miestų orą daugiausia teršia naftos produktų,

ypač benzino ir dyzelinio kuro, dūmai. Deginamas kuras, ypač netvarkinguose

varikliuose ir pakurose, išmeta daugybę teršalų, nevienodai veikiančių

aplinką. Tarp jų ypač daug yra sieros dioksido. Iš šių aitrių, vandenyje

lengvai tirpstančių dujų susidaro sieros rūgštis, nuo kurios žūva augalai,

genda pastatai. Variklių cilindruose ir pakurose, kai būna labai karšta,

susidaro azoto oksidų. Šios troškios dujos irgi virsta rūgštimis. Saulės

spindulių veikiami, azoto oksidai sudaro smogą.

Su rūku susimaišę dūmai sudaro pavojingąjį smogą. Labai tirštas

smogas kartais būdavo Londone; dėl to jis buvo net vadinamas Londono rūku.

Panašus smogas būdavo Diuseldorfe ir Berlyne. Šių trijų miestų problemą

buvo imtasi spręsti. Bet pastaruoju metu smogas ėmė susidaryti daugelyje

kitų miestų: Meksike, Los Andžele, Bankoke, Kaire. Klimatas kinta ir tada,

kai kertami medžiai medienai arba plečiami žemdirbystės ir statybos plotai.

Medžiai sugeria anglies dioksidą, kurį iškvepia žmonės ir gyvūnai, ir

gamina deguonį, kurį žmonės ir gyvūnai įkvepia. Naikinant miškus, sutrinka

deguonies ir anglies dioksido pusiausvyra atmosferoje. Be to, kertant

medžius, keičiasi ir tų vietų albedas. Kadaise miškais buvo apaugę 60%

sausumos. Dabar jų nebėra nė pusės to.

Daugėjant automobilių, atitinkamai labiau teršiama ir atmosfera. Palyginti

su elektrinėmis ir pramonės įmonėmis, automobilių išmetamų kenksmingų

medžiagų (ypač jei juose neįtaisyti neutralizatoriai) praktiškai neįmanoma

sugaudyti, todėl visos jos patenka į atmosferą. Degant kurui, j aplinką

išsiskiria anglies monoksidas (80%), angliavandeniliai (15%), azoto oksidas

(5%), nedideli kiekiai švino, benzpireno ir kt. nuodingų medžiagų.

Prognozuojama, kad dabar naudojamas kuras dar ilgai vyraus, todėl

atmosferos tarša didės. Ją galima mažinti ribojant benzino naudojimą,

kuris, palyginti su dyzeliniu kuru, yra toksiškesnis. Kol kas svarbiausia

griežtai laikytis nustatytų kenksmingų medžiagų išmetimo į atmosferą normų,

mažinti išmetamų dujų koncentraciją, gerinti transporto srautų judėjimą

nustatant didžiausią leistiną miesto gatvių apkrovą, sodinti želdinius –

ekranus. Gana sudėtinga mažinti į aplinką išskiriamų azoto oksidų

koncentraciją, nes jie nėra

kuro komponentai. Šie teršalai susidaro iš

įsiurbiamo į variklio cilindrus atmosferoje esančio azoto, kuris aukštoje

temperatūroje, esant dideliam slėgiui, virsta oksidu. Todėl reikia gaminti

specialius dujų degimo įrenginius ir dujų neutralizatorius. Šiuo metu

eksploatuojama daug pasenusių automobilių, kurie į atmosferą išmeta 1,6-2

kartus daugiau nuodingų medžiagų negu numatyta standartuose. Šių medžiagų

kiekius ir koncentraciją turėtų reguliuoti autotransporto įmones bei

techninio aptarnavimo stotys, tikrinti kelių policija.

Pramonės įmonės teršalus išmeta organizuotai ir neorganizuotai.

Organizuotas teršalų išmetimas – tai kryptingas užteršto oro pašalinimas

per tam specialiai skirtus įrenginius (ventiliacines sistemas, kaminus,

stoglangius iir pan.). Šitaip išmestus teršalus galima gaudyti ir valyti.

Sakoma, kad neorganizuotai teršalai išmetami tuomet, kai jie į atmosferą

patenka iš nesandarių technologinių įrenginių, rezervuarų, dulkių

susikaupimo vietų ir pan. Gamybos technologija dar nėra tokia tobula, kad

būtų gaminama be atliekų. Todėl, atsižvelgiant į gamybos atliekų kiekį ir

sudėtį, būtina jas rinkti bei valyti, kad jos neterštų aplinkos ir nekenktų

žmonių sveikatai. Šitaip atmosfera apsaugoma bent iš dalies, nes sulaikyti

visas kenksmingas medžiagas techniškai sunkiai įmanoma, be to, norint

padidinti oro valymo veiksmingumą, reikia daugiau piniginių sąnaudų,

sudėtingesnių ir bbrangesnių įrenginių. Dar teršalų kiekį galima mažinti

valant dujas nuo cheminių bei mechaninių (aerozolių) priemaišų, diegiant

pažangias gamybos technologijas su mažai atliekų. Šis būdas veiksmingesnis,

nes jis iš esmės mažina atmosferos taršą, be to racionaliai naudojamos

žaliavos ir jų atliekos, bet tam reikalingos gana didelės investicijos.

Geriausia derinti abu būdus.

Akmens anglys, nafta ir gamtinės dujos yra kuras, gaunamas iš Žemės. Prieš

milijonus metų augusių priešistorinių miškų augalai suiro, ir iš jų

susidarė anglys. Iš suirusių smulkių gyvūnų bei augalų, kurie kadaise

plūduriavo jūrose, susidarė nafta ir gamtinės dujos. Todėl anglys, nafta ir

gamtinės dujos vadinamos iškastiniu kuru.

Kūrenant iškastinį kurą, išsiskiria daug dujų – anglies dioksido. Žemės

atmosferoje visada buvo šiek tiek anglies dioksido, o XVIII a. pradžioje

prasidėjus pramoniniam perversmui, jo labai padaugėjo. Kiek anglies

dioksido yra dabar, tiksliai nežinoma.

Anglies dioksidas leidžia Saulės spinduliams ir šilumai pasiekti

Žemės paviršių, bet trukdo šilumai nuo Žemės paviršiaus sklisti į kosminę

erdvę. Panašiai daro ir kitos dujos: azoto oksidai, kurių šiek tiek

išsiskiria kūrenant iškastinį kurą, ir anglies, fluoro ir chloro (CFCl)

junginiai, kurie naudojami aerozoliams ir šaldytuvams. Visos šios dujos

vadinamos šiltnamio dujomis, nes jos veikia panašiai kaip šiltnamio

stiklas. Kaip šiltnamio atmosfera yra šiltesnė už lauko orą, lygiai taip ir

Žemės paviršius bei apatiniai jos atmosferos sluoksniai pamažu darosi

šiltesni. Tai vadinama šiltnamio reiškiniu. Mokslininkai randa požymių,

rodančių, jog Žemė darosi šiltesnė. Europos kalnų šlaitais slenkantys

ledynai trumpėja. Yra žymių, kad Pietų pusrutulyje irgi darosi šilčiau.

Galimas daiktas, Žemėje dabar yra prasidėjęs vienas iš šiltesnio klimato

laikotarpių. Vis dėlto dauguma mokslininkų mano, kad šiltnamio reiškinį

skatina žmogaus veikla. Matydami, kas dedasi, mes negalime gintis, kad

nesame kkalti dėl šio kitimo. Jei šiltnamio reiškinys reikšis ir toliau, jo

padariniai pasaulio klimatui gali būti katastrofiški. Ledo skydai ištirps,

jūrų lygis pakils. Pajūrio žemumas užlies vanduo. Daugiamečio įšalo sritys

(Sibiras, Šiaurės Kanada) gali tapti šiltomis ir maloniomis vietomis

gyventi. Galima laukti ir kritulių pasiskirstymo pokyčių. Vienose srityse

jų iškris mažiau negu dabar, o kitose – daugiau. Sachara gali vėl

sužaliuoti, o kitos vietos gali virsti dykumomis.

Ozono sluoksnis

Atmosfera – tai skydas, saugantis Žemę nuo žalingų Saulės spindulių. Viena

iš svarbiausių to skydo dalių – ozono sluoksnis, esantis 10-60 km aukštyje

virš žemės paviršiaus. Šis sluoksnis sugeria ultravioletinius spindulius.

Ozonas (melsvos dujos) yra deguonies atmaina. Didumos deguonies sandara –

molekulės iš dviejų tvirtai susijungusių deguonies atomų. Ozonas turi dar

vieną silpnai prisijungusį atomą. Ozonas yra aštraus kvapo; kvapą kartais

gali-pajusti prie elektros mašinų ir perkūnijos metu. Yra jo ir žemės

paviršiuje; tai – sudedamoji smogo dalis. Apie 1960 m. Antarktidoje

dirbantys anglų mokslininkai pradėjo matuoti ozono kiekį ozono sluoksnyje.

9 dešimtmečio pradžioje jie pastebėjo nerimą keliantį reiškinį: kiekvieną

pavasarį (rugsėjo ir spalio mėnesiais) tiesiai virš Antarktidos esančiame

ozono sluoksnyje atsirasdavo skylė.

Nuo to laiko skylė ėmė pasirodyti kiekvieną pavasarį ir kasmet vis didėjo.

1988 m. ji aprėpė visą Antarktidą ir pasiekė kai kurias Australijos ir

Naujosios Zelandijos dalis. Buvo aišku – ozono sluoksnį kažkas naikina.

Nustatyta, kad vienas iš kaltininkų – CCFCl junginiai. Ozono skylė atsirado

tada, kai imta plačiai naudoti CFCl junginius. 1987 m. 14 didžiųjų pasaulio

valstybių susitarė mažinti CFCl junginių gamybą ir naudojimą. Bet iki 1989

m. sausio mėnesio, kai ši sutartis įsigaliojo, CFCl junginiai ėmė ardyti

ozono sluoksnį virš Arkties, ozono sluoksnis suplonėjo ir kitose vietose.

Jeigu ozono sluoksnis smarkiai sumažės, Žemės klimatas gali atšilti ir

sustiprinti šiltnamio reiškinį. Deja, CFCl junginiai išsilaiko ilgai (iki

140 metų), taigi ozono sluoksnio problema lydės mus dar daug metų. Laimė,

Antarktidos ozono skylė tvyro virš teritorijos, kur gyvena labai mažai

žmonių. Ozono sluoksniui smarkiai suplonėjus virš kitų vietų, padariniai

galėtų būti tokie:

• Daugiau žmonių susirgimų odos vėžiu ir katarakta, apaktų;

• Kur kas labiau plistų kai kurios užkrečiamosios ligos;

• Nukentėtų augalinis planktonas, o tai sutrikdytų vandenynų mitybos

grandinę;

• Susidarytų rūgštusis rūkas;

• Prasčiau derėtų maistiniai augalai (ryžiai ir kt.).

Oro tarša ir apsauga Lietuvoje

Šiuo metu Lietuvoje iš viso nustatoma 16 kenksmingų oro priemaišų

koncentracijų – sieros dioksido, azoto dioksido, anglies monoksido,

sulfatai, sieros vandenilis ir kt.

Be stacionarių lokalinio oro monitoringo postų, Fizikos instituto

pastangomis Lietuvoje įsteigta ir nuolat veikia viena tarptautinius

standartus atitinkanti foninė oro monitoringo stotis Preiloje, kuri dirba

pagal tarptautines EMEP ir EUROTRAC programas. Gavus Šiaurės šalių Ministrų

tarybos finansinę paramą, 1993 metais Lietuvoje buvo įrengtos dar dvi EMEP

standartus atitinkančios oro monitoringo stotys, kurios veikia, kaip

Kompleksinio foninio monitoringo stočių, įsteigtų Aukštaitijos ir Dzūkijos

nacionaliniuose parkuose, sudedamosios dalys. Trečią tokią stotį, kaip

minėta, numatoma įsteigti Žemaitijos nacionaliniame parke. Šios stotys

sudarys globalinio oro monitoringo tinklą ir įgalins kontroliuoti tolimas

užteršto oro pernašas į Lietuvą iš visų kaimyninių ir tolimesnių valstybių.

Oro ir kritulių užterštumo stebėjimai, kurie vykdomi kompleksinėse

monitoringo stotyse yra įjungti į kompleksinio kraštovaizdžio monitoringo

posistemį. Apskritai Lietuvoje oro užterštumas vidutinis, teršalų

koncentracijos retai viršija leistinas normas ir tai tik didmiesčiuose.

Atmosferos apsauga

Kol kas neįmanoma visiškai sustabdyti kenksmingų medžiagų išmetimo į

aplinką, bet galima jį sulaikyti. Labai svarbu plačiau vartoti suskystintas

dujas, metilo ar etilo alkoholį, saulės energiją, elektros variklius,

akumuliatorius, dviračius ir kitas ekologiškai švaresnes medžiagas bei

įrenginius. Dauguma naujų energijos šakinių jau iš-bandyti ir pamažu

pradedami naudoti. Tačiau prabėgs dar daug laiko, kol bus iš-plėsta nauja

kuro gavyba ir jiems pritaikyti varikliai.

Vis daugiau ir daugiau lėšų valstybės skiria aplinkos valymo darbams ir

įrengimams. Tai dar vienas gana perspektyvus būdas mažinti kenksmingų

medžiagų kiekį atmosferoje.

Naudota literatūra:

1. Pažinimo džiaugsmas „Mokslas ir Visata“

2. Pažinimo džiaugsmas „Žemė ir jos gerybės“

3. J.Hortis “Gamtos katastrofos”

4. P.Baltrėnas “Aplinkos apsauga”

5. Internetiniai puslapiai

———————–

[pic]