Isiklikud vahendid

järgmine
eelmine
punktid

Otse sisu juurde. | Navigatsioonivaatesse

Sound and independent information
on the environment

Oled siin: Algus / Signaalid - Heaolu ja keskkond / Signaalid 2013 / Intervjuu / Puhtkeemiline küsimus

Puhtkeemiline küsimus

Muutke keelt
Atmosfääri ülesehitus on väga keeruline. Atmosfäär koosneb eri tiheduse ja keemilise koostisega kihtidest. Küsisime Ühendkuningriigi looduskeskkonna uurimise nõukogu ökoloogia- ja hüdroloogiakeskuse professorilt David Fowlerilt, millised on atmosfääris leiduvad õhusaasteained ja seal toimuvad keemilised protsessid, mis mõjutavad meie tervist ja keskkonda.
ImaginAIR: Armid taevas

ImaginAIR: Armid taevas  Image © Greta De Metsenaere

Kas keskkonna jaoks on olulised kõik gaasid?

Paljud õhus leiduvad gaasid ei ole keemia seisukohast eriti olulised. Mõned mikrogaasid, näiteks süsinikdioksiid ja dilämmastikoksiid, ei reageeri eriti õhus ja seepärast liigitatakse neid pikaealisteks gaasideks. Ka õhu peamine koostisosa lämmastik on atmosfääris suuresti inertne. Pikaealiste mikrogaaside kontsentratsioon on üle kogu maailma laias laastus sama. Kui võtta proovid põhjapoolkeral ja lõunapoolkeral, siis nende gaaside kogus õhus eriti ei erine.

Teiste gaaside, näiteks vääveldioksiidi, ammoniaagi ja selliste päikesevalguse suhtes tundlike oksüdantide nagu osooni sisaldus varieerub aga märksa enam. Need gaasid kujutavad endast ohtu keskkonnale ja inimeste tervisele ning kuna nad reageerivad atmosfääris kiiresti, ei säili nende algne vorm kaua. Nad reageerivad kiiresti, et moodustada teisi ühendeid, või ladestuvad maapinnale, mistõttu neid nimetatakse lühiealisteks gaasideks. Seetõttu leiab neid gaase paikade läheduses, kus nad õhku paisati või reaktsiooni tulemusel moodustusid. Kaugseire satelliitide tehtud fotod näitavad ära kohad, kuhu neid lühiealisi gaase koguneb rohkem ja mis asuvad tavaliselt tööstuspiirkondades.

Kuidas need lühiealised gaasid ohustavad õhukvaliteeti ja keskkonda?

Paljud neist lühiealistest gaasidest on inimestele ja taimedele mürgised. Samuti muutuvad nad – mõned päikesevalguse toimel – atmosfääris hõlpsasti muudeks saasteaineteks. Päikeseenergia on võimeline lagundama mitmed neist reaktiivsetest lühiealistest gaasidest uuteks keemilisteks ühenditeks. Hea näide on lämmastikdioksiid. Lämmastikdioksiid tekib peamiselt kütuse põletamisel – seda tekitavad kas autod, mis põletavad bensiini, või elektrijaamad, kus põletatakse gaasi ja sütt. Kui lämmastikdioksiid puutub kokku päikesevalgusega, laguneb see kaheks uueks keemiliseks ühendiks: lämmastikoksiidiks ja ühendiks, mida keemikud nimetavad monohapnikuks. Monohapnik on lihtsalt üksik hapnikuaatom. Monohapnik reageerib molekulaarse hapnikuga (kaks hapnikuaatomit, mis on ühinenud molekuliks O2), et moodustada osoon (O3), mis on ökosüsteemidele ja inimestele mürgine ning on kõikides tööstusriikides üks olulisimaid saasteaineid.

Ent kas 1980ndatel ei vajanud me osooni selleks, et kaitsta end liigse päikesekiirguse eest?

See on õige, kuid osoonikihi osoon asub stratosfääris 10–50 km kõrgusel maapinnast, kus ta pakub kaitset UV-kiirguse eest. Inimeste tervist, põllukultuure ja teisi tundlikke taimi ohustub madalamal tasandil asuv osoon, mida tavaliselt nimetatakse troposfääriosooniks.

Osoon on võimas oksüdant. See tungib taime selle lehtedel asuvate väikeste pooride kaudu. Taim imab osooni endasse, kus see loob vabu radikaale – ebastabiilseid molekule, mis kahjustavad membraane ja valke. Taimedel on vabade radikaalidega toimetulekuks keerulised mehhanismid. Ent kui taim peab kasutama osa päikesevalgusest ja fotosünteesist saadud energiast selleks, et kõrvaldada vabade radikaalide poolt rakkudele tekitatud kahju, on tal kasvamiseks vähem jõudu. Seega on osooniga kokku puutuvate põllukultuuride saagikus väiksem. Osoon vähendab saake kõikjal Euroopas, Põhja-Ameerikas ja Aasias.

Osooni mõju inimestele on üsna sarnane sellele, mis on selle mõju taimedele. Ent kui osoon pääseb taime läbi selle pinnal asuvate pooride, siis inimese sisse jõuab osoon kopsukelme kaudu. Osoon tekitab kopsukelmes vabu radikaale ja kahjustab kopsu funktsiooni. Seega ohustab osoon kõige enam inimesi, kellel on hingamisprobleemid. Kui vaadata statistikat, siis suureneb suremus perioodidel, mil osoonitase on kõrge.

Kas lämmastikdioksiidi heite järsk vähenemine ei too kaasa osoonitaseme kiiret langust, arvestades nende gaaside lühiealisust?

Põhimõtteliselt küll. Kui vähendame heidet, peaks osoonitase hakkama langema. Osoon tekib aga nii maapinna lähedal kui ka kuni 10 km kõrgusel. Seega on üleval ikka veel üsna suures koguses varem tekkinud osooni. Kui heite õhkupaiskamise täielikult lõpetaksime, kuluks loodusliku osoonitaseme taastamiseks umbes kuu.

Ent isegi kui Euroopa heidet kärbiks, ei vähendaks see tegelikult meie kokkupuudet osooniga. Euroopa osooni allikaks on osaliselt Euroopa heide, ent me puutume kokku ka osooniga, mis jõuab siia Hiinast, Indiast ja Põhja-Ameerikast. Lämmastikdioksiid ise on lühiealine gaas, ent osoon, mille see tekitab, võib püsida kauem ja tuulega üle maailma kanduda. Euroopa Liidu ühepoolne otsus vähendaks küll osooniteket siin-seal Euroopas, ent sellest oleks vähe kasu üleilmsel tasandil, sest Euroopa on vaid üks paljudest osoonitekitajatest.

Euroopa, Põhja-Ameerika, Hiina, India ja Jaapan – kõigil on osooniprobleem. Isegi sellistel kiiresti arenevatel riikidel nagu Brasiilia (kus biomassi põletamine ja sõidukid paiskavad õhku osooni lähtegaase) on osooniprobleem. Osoonitekke seisukohast on kõige vähem saastatud paigad kauged ookeanialad.

ImaginAIR: Air and health

(c) Cesarino Leoni, ImaginAIR/EEA

Kas osoon on ainus asi, mille pärast muretseda?

Teine peamine saasteaine on aerosoolid, mis on osoonist olulisemad. Need ei ole aerosoolid, mida peavad aerosoolideks tavaliselt tarbijad, näiteks deodorandid ja pihustatavad mööblihooldusvahendid, mida saab osta poest. Keemikute jaoks on aerosoolid atmosfääris leiduvad väikesed osakesed, mida nimetatakse ka tahketeks osakesteks. Need osakesed võivad olla tahked või vedelad ning mõned neist võtavad niiskes õhus tilga kuju ja muutuvad õhu kuivades taas tahkeks. Aerosoole seostatakse suurema suremusega ja kõige enam on ohus inimesed, kellel on hingamisprobleeme. Atmosfääris leiduvate tahkete osakeste mõju tervisele on osooni omast suurem.

Paljud inimtegevuse tagajärjel tekkinud saasteained vallanduvad gaasidena. Näiteks väävel paisatakse tavaliselt õhku vääveldioksiidina (SO2) ning lämmastik vallandub lämmastikdioksiidina (NO2) ja/või ammoniaagina (NH3). Jõudes atmosfääri, muutuvad need gaasid osakesteks. Selle protsessi käigus muutub vääveldioksiid sulfaadiosakesteks, mis ei ole suuremad kui murdosa mikronist.

Kui õhus leidub piisavalt ammoniaaki, siis sulfaat reageerib ja tekib ammooniumsulfaat. 50 aasta eest oli ammooniumsulfaat Euroopa õhu ülekaalukas koostisosa. Ent me oleme väävliheidet Euroopas oluliselt vähendanud – alates 1970ndatest umbes 90%.

Ehkki oleme vähendanud väävliheidet, oleme ammoniaagiheite vähendamisel sellest protsendist veel kaugel. See tähendab, et atmosfääris leiduv ammoniaak reageerib teiste ainetega. Näiteks NO2 muutub atmosfääris lämmastikhappeks ja lämmastikhape reageerib ammoniaagiga, moodustades ammooniumnitraadi.

Ammooniumnitraat on väga lenduv. Atmosfääri kõrgemates kihtides esineb ammooniumnitraat osakeste või tilgakestena, kuid soojal päeval ja maapinna lähedal laguneb ammooniumnitraat lämmastikhappeks ja ammoniaagiks, mis langevad mõlemad väga kiiresti maapinnale.

Mis juhtub, kui lämmastikhape ladestub maapinnale?

Lämmastikhape rikastab maapinda lämmastikuga ja toimib taimede jaoks tõhusa väetisena. Sel moel väetame Euroopa looduskeskkonda, nii nagu põllumees väetab põldu. Loodusmaastikku väetav lisalämmastik toob kaasa hapestumise ja suurendab dilämmastikoksiidi heidet, ent see soodustab ka metsade kasvu, tuues seega nii kahju kui ka kasu. Loodusmaastikule ladestunud lämmastiku mõju on kõige suurem seal, kus see pakub looduslikele ökosüsteemidele lisatoitaineid. Nii hakkavad lämmastikunäljas taimed väga kiiresti vohama, jõudes ette aeglaselt kasvavatest liikidest. See toob kaasa lämmastikuvaese kliimaga kohanenud erilisemate liikide kadumise. Muutust taimestiku mitmekesisuses, mille on põhjustanud meie mandri väetamine atmosfäärist pärit ainetega, on juba näha kõikjal Euroopas.

ImaginAIR: Air and health (flower)

(c) Cesarino Leoni, ImaginAIR/EEA

"Me kõik püüame luua oma keskkonnas enda heaolu tagamiseks kõige sobivamad tingimused. Sissehingatava õhu kvaliteet mõjutab märkimisväärselt meie elu ja heaolu."
Cesarino Leoni, Itaalia

Oleme tegelenud väävliheite ja osoonikihiga. Miks me ammoniaagiprobleemiga midagi ette ei võta?

Ammoniaagiheide on pärit põllumajandusest ja eeskätt intensiivsest piimandussektorist. Karjamaadel leiduvast lehmade ja lammaste uriinist vallandub ammoniaak atmosfääri. See on väga reaktiivne ja ladestub hõlpsasti maastikule. See moodustab ka ammooniumnitraati ning sel on oluline roll atmosfääris leiduvate tahkete osakeste ja seonduvate terviseprobleemide tekitamisel. Lõviosa ammoniaagist, mille me Euroopas õhku paiskame, ladestub Euroopas. Vajame tugevamat poliitilist tahet, et kehtestada ammoniaagiheite vähendamiseks kontrollimeetmed.

Väävli puhul oli see poliitiline tahe huvitaval kombel täiesti olemas. Usun, et selle taga oli osaliselt moraalne kohustus, mida tundsid suure heite tekitanud Euroopa riigid Skandinaavia riikide ees, kel tuli see heide vastu võtta ja kus ilmnes suurem osa happe ladestumisega seotud probleemidest.

Ammoniaagiheite vähendamiseks tuleks sihikule võtta põllumajandussektor, põllumajanduse surverühmad on aga poliitilistes ringkondades võrdlemisi mõjukad. Sama lugu on Põhja-Ameerikas. Põhja-Ameerikas on samuti suureks probleemiks ammoniaagiheide ja sealgi puuduvad meetmed selle vähendamiseks.

Ühendkuningriigi looduskeskkonna uurimise nõukogu ökoloogia- ja hüdroloogiakeskuse professorilt David FowleriltDavid Fowler

Lisateave

Atmosfäärikeemia: ESPERE Climate Encyclopaedia

Geographical coverage

[+] Show Map

Tegevused dokumentidega

Kommentaarid

Euroopa Keskkonnaagentuur (EEA)
Kongens Nytorv 6
1050 Copenhagen K
Taani
Telefon: +45 3336 7100