Osebna orodja

naslednji
prejšnji
zadetki

Preskoči na vsebino. | Preskoči na navigacijo

Sound and independent information
on the environment

Nahajate se tu: Domov / Signali - Blaginja in okolje / Signali 2013 / Intervju / Gre za kemijo

Gre za kemijo

Spremeni jezik
Kemijska sestava našega ozračja je zapletena. Ozračje vsebuje plasti različne gostote in kemijske sestave. Profesorja Davida Fowlerja s Centra za ekologijo in hidrologijo Sveta za raziskovanje naravnega okolja v Združenem kraljestvu smo povprašali o onesnaževalih zraka in kemijskih procesih v ozračju, ki vplivajo na naše zdravje in okolje.
ImaginAIR: (Avtomobilske) luči na nebu

ImaginAIR: (Avtomobilske) luči na nebu  Image © Greta De Metsenaere

Ali so za okolje pomembni vsi plini?

Veliko plinov v zraku v kemijskem smislu ni zelo pomembnih. Nekateri plini v sledeh, kot sta na primer ogljikov dioksid in dušikov oksid, so v zraku nizko reaktivni. Zato jih označujemo kot pline z dolgo življenjsko dobo. Dušik, kot glavna sestavina zraka je v ozračju večinoma nereaktiven. Takšni nereaktivni plini z dolgo življenjsko dobo so v sledeh prisotni povsod po svetu, v več ali manj enakih koncentracijah. To pomeni, da med vzorcem, ki bi ga vzeli na severni polobli, in tistim, ki bi ga vzeli na južni polobli, v vrednostih teh plinov v zraku ne bi bilo večjih razlik.

Koncentracije drugih plinov, na primer žveplovega dioksida, amonijaka in oksidantov, ki so občutljivi na sončno svetlobo, kot je na primer ozon, se veliko bolj spreminjajo. Ti plini pomenijo nevarnost za okolje in zdravje ljudi. Zaradi svoje visoke reaktivnosti v ozračju in svoje izvorne oblike niso dolgo obstojni. Hitro reagirajo in tvorijo nove spojine ali se usedajo na tla. Zato jih imenujemo plini s kratko življenjsko dobo. Najdemo jih v bližini krajev, kjer so bili izpuščeni v zrak ali kjer so nastali v kemijski reakciji. Satelitski posnetki z uporabo daljinskega zaznavanja kažejo kritične točke, kjer so ti plini s kratko življenjsko dobo prisotni v večji meri, navadno v industrijskih območjih.

Zakaj plini s kratko življenjsko dobo v zraku pomenijo nevarnost za ekosisteme in zdravje ljudi?

Plini s kratko življenjsko dobo so za zdravje ljudi in rastlinstvo pogosto strupeni. V ozračju se zaradi sončne svetlobe hitro spremenijo v druga onesnaževala. Dober primer tekšnega plina je dušikov dioksid. Dušikov dioksid nastaja zlasti pri zgorevanju goriv, predvsem pri avtomobilih na bencinski pogon ter v plinskih elektrarnah in termoelektrarnah. Na sončni svetlobi dušikov dioksid razpade v dve novi kemijski spojini, dušikov oksid in na atomarni kisik. Atomarni kisik je preprosto povedano en sam atom kisika. Če ta reagira z molekularnim kisikom (dva atoma kisika združena v molekulo O2), pri tem nastane ozon (O3), ki je strupen za ekosisteme in zdravje ljudi. Ozon predstavlja enega največjih onesnaževal v vseh industrijsko razvitih državah.

Toda, ali nas ni v osemdesetih letih ozon ščitil pred prevelikim sončnim sevanjem?

Drži. Toda ozon, ki nas ščiti pred ultravijoličnim sevanjem je v zračni plasti v stratosferi, ki je med 10 in 50 kilometri nad zemeljsko površino. Ozon v nižjih plasteh, ki ga pogosto imenujemo prizemni ozon, pomeni nevarnost za človekovo zdravje, posevke in drugo občutljivo rastlinstvo.

Ozon je močan oksidant. V rastline prodira skozi majhne pore v listih. Rastline ga absorbirajo. Pri tem nastajajo prosti radikali – nestabilne molekule, ki poškodujejo membrane in beljakovine. Rastline imajo dobro razvite mehanizme za spopadanje s prostimi radikali. Toda, če mora rastlina nekaj svoje energije, ki jo dobi od sončne svetlobe in fotosinteze, porabiti za popravljanje poškodb v celicah, ki so jih povzročili prosti radikali, potem ji manj energije ostane za rast. Ko so posevki izpostavljeni ozonu, je njihova produktivnost manjša. Zato so v Evropi, Severni Ameriki in Aziji kmetijski donosi zaradi ozona manjši.

Vpliv ozona na človeka je zelo podoben kot pri rastlinah. Ljudje ozon – namesto skozi pore na površini rastlin – absorbiramo skozi popljučnico. V popljučnici nastanejo prosti radikali, ki škodljivo vplivajo na delovanje pljuč. Ozon predstavlja veliko nevarnost za ljudi, ki imaji težave z dihanjem. Statistični podatki kažejo povezavo med obdobji povečanih vrednosti ozona v zunanjem zraku in povečano dnevno umrljivostjo.

Plini s kratko življenjsko dobo vplivajo na drastično zmanjšanje izpustov dušikovega dioksida. Ali to ne povzroča hitrega upada vrednosti ozona?

Načeloma da. Če bi zmanjšali izpuste, bi vrednosti ozona začele upadati. Ozon nastaja v plasteh blizu zemeljske površine in vse do višine približno 10 kilometrov. Tako ostaja v ozadju še precej ozona. Če bi se sproščanje ozona popolnoma ustavilo, bi bil potreben vsaj en mesec, da bi se vrednosti ozona znižale nazaj na normalne vrednosti.

Toda tudi, če v Evropi izpustov ne bi bilo, se naša izpostavljenost ozonu še vedno ne bi zmanjšala. Dejstvo je, da je del ozona v Evropi posledica evropskih izpustov, del pa posledica izpustov in prenosa ozona s Kitajske, Indije in Severne Amerike. Dušikov dioksid je sam po sebi plin s kratko življenjsko dobo. V nasprotju z njim je ozon, ki iz njega nastaja, obstojen dalj časa. Zaradi daljše obstojnosti ga veter lahko raznaša povsod po svetu. Enostranska odločitev EU bi zmanjšala nekatere najvišje vrednosti ozona po Evropi, a to bi bil le majhen prispevek k svetovnemu ozadju ozona, saj je Evropa le eden od mnogih proizvajalcev ozona.

Težave z ozonom imamo v Evropi, Severni Ameriki, na Kitajskem, v Indiji in na Japonskem. Tudi hitro razvijajoče se države, kot je Brazilija (v katerih se s kurjenjem biomase in iz vozil sproščajo predhodniki ozona), imajo težave z ozonom. Najčistejši predeli sveta, v smislu onesnaženosti zaradi ozona, so oddaljena oceanska območja.

ImaginAIR: Air and health

(c) Cesarino Leoni, ImaginAIR/EEA

Je ozon edina stvar, ki nas mora skrbeti?

Drugo pomembno onesnaževalo, ki je celo pomembnejše od ozona, so aerosoli. V tem pomenu aerosoli niso tisto, kar imajo potrošniki običajno za aerosole (razpršila), kot so dezodoranti in razpršila za pohištvo, ki jih kupimo v veleblagovnicah. Za kemike so aerosoli majhni delci v ozračju. Lahko so v trdni ali tekoči obliki. Nekateri med njimi tvorijo kapljice v vlažnem zraku, ki znova postanejo delci, ko se zrak izsuši. Aerosoli povečujejo umrljivost ljudi, pri čemer so v največji nevarnosti ljudje, ki imajo težave z dihali. Delci v ozračju imajo večje negativne učinke na zdravje kot ozon.

Onesnaževala, ki so posledica človeških dejavnosti, se pogosto izpuščajo v zrak kot plini. Žveplo tako prehaja v zrak kot žveplov dioksid (SO2), dušik kot dušikov dioksid (NO2) in/ali amonijak (NH3). Po vstopu v ozračje se ti plini spremenijo v delce. V tem procesu se žveplov dioksid spremeni v sulfatne delce, ki niso večji od delčka mikrona.

Če je v zraku dovolj amonijaka, potem sulfat reagira in nastane amonijev sulfat. Pred 50 leti je bil amonijev sulfat prevladujoča sestavina zraka v Evropi. Toda izpusti žvepla so se v Evropi od sedemdesetih let prejšnjega stoletja zelo zmanjšali – za približno 90 %.

Kljub temu zmanjšanje izpustov amonijaka ni bilo niti približno tako uspešno. To pomeni, da amonijak v ozračju reagira z drugimi snovmi. NO2 se na primer v atmosferi spremeni v dušikovo kislino, ki reagira z amonijakom in nastane amonijev nitrat.

Amonijev nitrat je zelo hlapljiv. Višje v atmosferi je amonijev nitrat v obliki delcev ali kapljic. Pod vplivom toplejšega zraka in bliže površju se amonijev nitrat pretvori v dušikovo kislino in amonijak. Oba se zelo hitro odlagata na zemeljski površini.

Kaj se zgodi, ko se dušikova kislina odlaga na zemeljsko površino?

Dušikova kislina predstavlja dodatek dušika v zemeljskem površju in učinkovito deluje kot gnojilo za rastline. Tako prek ozračja gnojimo naravno okolje v Evropi, podobno kot kmetje gnojijo svoja obdelovalna zemljišča. Dodaten dušik, ki gnoji naravno krajino, povzroča tako zakisovanje in povečane izpuste didušikovega oksida kot povečano rast gozdov. Hkrati je tako nevaren in koristen. Največji učinek dušika, ki se odlaga v naravni krajini, so dodatna hranila za naravne ekosisteme. Zato rastline, ki jim primanjkuje dušika, rastejo zelo hitro ter v rasti prehitevajo počasneje rastoče vrste. To povzroča izgubo bolj specializiranih vrst, ki so se prilagodile na življenje v podnebju z nizko vsebnostjo dušika. Že danes po Evropi lahko opazujemo spremembe v biološki raznovrstnosti rastlinstva kot rezultat gnojenja celine iz ozračja.

ImaginAIR: Air and health (flower)

(c) Cesarino Leoni, ImaginAIR/EEA

"Vsak med nami poskuša v svojem okolju ustvariti najugodnejše razmere za blagostanje. Kakovost zraka, ki ga dihamo, pomembno vpliva na naše življenje in dobro počutje."
Cesarino Leoni, Italija

Z izpusti žvepla in ozonskim plaščem smo se že spopadli. Zakaj nam problematike amonijaka še ni uspelo rešiti?

Izpusti amonijaka izvirajo iz kmetijstva, zlasti iz intenzivnega sektorja proizvodnje mleka. Kravji in ovčji urin in gnoj na poljih povzročajo, da se amonijak sprošča v ozračje. Ta je zelo reaktiven in se hitro odlaga v krajini. Udeležen je pri nastanku amonijevega nitrata ter pomembno prispeva k nastajanju delcev v ozračju. Večina amonijaka, ki prihaja v zrak v Evropi, se v Evropi tudi odlaga. Potrebna je močnejša politična volja, ki bi uvedla ukrepe za nadzor za zmanjšanje izpustov amonijaka.

Zanimivo je, da je bila v primeru žvepla politična volja brezpogojno prisotna. To bi lahko delno pripisali občutku moralne dolžnosti evropskih držav, ki so prispevale večji del izpustov, do neto prejemnic – skandinavskih držav, v katerih so imeli večino težav, povezanih z odlaganjem kisline.

Zmanjšanje izpustov amonijaka bi moralo biti usmerjeno v kmetijstvo, kmetijski lobiji pa so v političnih krogih dokaj vplivni. V Severni Ameriki ni dosti drugače. Tudi tam imajo velike težave z izpusti amonijaka in tudi tam za zdaj ni ukrepov, s katerimi bi to nadzorovali.

David FowlerProfesorja Davida Fowlerja s Centra za ekologijo in hidrologijo Sveta za raziskovanje naravnega okolja v Združenem kraljestvu

Več informacij

O kemiji ozračja: ESPERE Climate Encyclopaedia

Geographical coverage

[+] Show Map

Komentarji

Evropska agencija za okolje (EEA)
Kongens Nytorv 6
1050 Kopenhagen K
Danska
Telefon: +45 3336 7100