Žmonių populiacija ir pramonės plėtra

1. “Mūsų pajėgumas keisti pasaulį pralenkė mūsų sugebėjimą suprasti šių pokyčių visas galimas pasekmes”. (B. Norton) Aplinka, kurioje gyvename, tarsi upės tėkmė – nepastovi, nuolat kintanti. Paskutiniaisiais dešimtmečiais aplinkos pokyčius labai įtakoja žmogus. Dėl žmogaus ūkinės veiklos kasmet į atmosferą išsiskiria milžiniški dujų kiekiai, sukeldami įvairiausius, iki šiol nebūdingus efektus. Iš jų ryškiausi – klimato šiltėjimas ir miškų degradacija dėl oro taršos.

2. Žmonių populiacija ir pramonės plėtra Per pirmuosius kelis milijonus žmonių egzistavimo metų jų buvo nedaug, todėl ir įtaka aplinkai buvo nedidelė. Po XVIII amžiuje įvykusios pramoninio perversmo žmonių populiacija ėmė gausėti ypač sparčiai – eksponentiškai (mūsų planetoje kasmet padaugėja po 90 mln. žmonių). Jungtinių Tautų Organizacijos duomenimis, XXI a. Pabaigoje žmonių populiacija pasieks arba net prašoks 10 milijardų ribą. Stiprios ekonomikos (StEŠ) sukūrė galingą pramonę, kuri sunaudoja daug gamtos išteklių. Jose gyvena tik apie 22% visos žmonių populiacijos, bet ir ši dalis suvartoja apie 80% visų energijos išteklių ir naudingųjų iškasenų. Gamyba duoda duoda daug atliekų, susidaro daug šilumos nuostolių. SEŠ gyvena 78% visų pasaulio gyventojų, o apsieinama tik su 20% viso pasaulio sunaudojamų energijos išteklių ir naudingųjų išteklių. O kas atsitiktų, jei visi SEŠ gyvenantys žmonės pasiektų tokį pat gyvenimo lygį kaip StEŠ? Neigiamas poveikis aplinkai labai padidėtų, žmonija priairtėtų prie aplinkos talpos ribų ir prasidėtų tokia intensyvi aplinkos degradacija, kuri galėtų net sumažinti viso pasaulio žmonių populiaciją. Ligi šiol tiek buoties, tiek pramonės reikmėms tenkinti dažniausiai vartojami šie energijos šaltiniai: akmens anglys, nafta ir gamtinės dujos. Deginant iškastinį kurą, išsiskiria CO2, angliavandeniliai, NOx, SOx, ir kietosios dalelės, kurios kartu su kitomis medžiagomis teršia orą. Apskaičiuota, kad iki 2025 m. pasaulyje bus 4 kartus daugiau automobilių, negu jų yra dabar.

3. Globaliniai cheminiai pokyčiai Gryno vandens vandenilinis rodiklis pH yra lygus 7. Tačiau atmosferoje esantis nedidelis anglies dioksido kiekis (0,03%) reaguoja su vandeniu ir sudaro silpną angliarūgštę. Todėl lietaus pH paprastai būna lygus ne 7,0 , o apie 5,6. Netoli miestų lietaus vandens pH gali nukristi ir iki 4,0. Debesų bei rūko dalelės gali būti net dar rūgštesnės už lietų. Nustatyta, kad kai kurių rūko dalelių pH gali siekti vos 1,7, t.y. Vos ne tiek pat, kiek akumuliatoriams naudojama rūgštis. Tad visiškai aišku, kodėl tokių rūkų veikiama, gana greitai nyksta augalija, yra statybinės medžiagos. Globaliniai atmosferos sudėties pokyčiai yra žmonių veiklos padarinys. Šiluminėse elektrinėse sudeginama daug akmens anglių, todėl į atmosferą išmetama daug sieros dioksido. Kuveito nafta turi daug sieros, todėl Persijos įlankos karo metu, degant naftos gavybos gręžiniams, į atmosferą pateko daug sieros dioksido. Automobiliai į orą pastoviai išmeta azoto oksidus. Kai su ore esančiais vandens garais reaguoja sieros dioksidas ir azoto oksidai, susidaro rūgštys. Jos iškrinta į žemę su krituliais (rugštusis lietus arba sniegas), arba kaip sausosios dalelės (sulfatai ir nitratai).

4. Sieros dioksidas ir azoto oksidai į atmosferą išmetami vienoje vietoje, o iškrinta visai kitoje, dažnai net kitoje valstybėje. Dėl rūgščiųjų kritulių labai nukentėjo Šiaurės Europos, Kanados, šiaurytinės JAV dalies miškai ir ežerai, nes čia dirvos ir taip yra gana rūgščios, o paviršiniai vandenys upių aukštupiuose yra tik vos vos šarminiai. Šiose teritorijose žūsta miškai, o vandens telkiniuose nebegali normaliai gyventi žuvų populiacijos. Rūgštieji krituliai susilpnina medžius, ir jie tampa nebeatsparūs ligoms ir kenkėjams. Šie krituliai žudo smulkiuosius bestuburius ir dirvožemyje gyvenančius skaidytojus – taip pakenkiama visai ekosistemai. Rūgštieji krituliai mažina žemės ūkio augalų derlingumą, spartina metalų koroziją, marmuro ir kitų statybinių medžiagų irimą – tai ypač matyti miestuose. dėl rūgščiųjų kritulių daugėja sunkiųjų metalų geriamajame vandenyje. Tokie krituliai išplauna iš dirvos aliuminį ir neša jį į vandens telkinius, tirpina vandentiekio vamzdžiuose esantį varį, litavimo siūlių šviną. JAV rytinės pakrantės gyventojų sveikatos tyrimai rodo, kad rūgštieji krituliai turi įtakos susirgimams plaučių (gal ir storosios žarnos) vėžiu.

5. Taigi rūgštusis lietus - lietus, kurio lašuose padidėjęs sieros bei azoto rūgščių kiekis. Toks lietus iškrinta tada, kai sieros ir azoto oksidai, kuriuos į orą išskiria jėgainės ir transporto priemonės, reaguoja su ore esančia drėgme. Šios dujos patenka į vandens apytakos ratą ir gali būti toli nuneštos vėjo, o tada iškristi rūgštaus lietaus arba sniego pavidalu. Toks lietus apnuodija arba pražudo ežerų, upių ir miškų gyvūnus, sunaikina aplinkinius augalus. 90% rūgščiojo lietaus sukelia žmonės. Šią problemą galima išspręsti, sumažinus automobilių ir elektrinių išskiriamų dujų kiekį.

6. Rūgščiojo lietaus susidarymas ir poveikisRūgštusis lietus pražūtingas medžiams, ypač spygliuočiams, nes pažeidžia jų šaknis, ir medžiai numeta lapus, spyglius. Europoje vyrauja PV krypties vėjai, todėl didžioji dalis rūgščiųjų kritulių nunešama į Skandinaviją (Švediją ir Pietinę Norvegiją). Panašiai kenčia nuo rūgščiųjų kritulių ir Kanada, kurie susidaro dėl JAV pramonės įmonių išmetamo sieros dioksido. Dujos ir rūgštys naikina medžius Vėjas neša debesis Rūgštusis lietus nuodija ežerus EŽERAS Fabrikai išmeta teršalus Šaknys absorbuoja nuodingas rūgštis

7. Rūgštusis lietus susidaro, kai sieros dioksidas (SO2) ir azoto oksidai (N2O, NO, N2O3, NO2) patenka į atmosferą, ir susimaišę su vandeniu chemiškai pakinta. Iš šio vandens susidaro debesys. Užterštas vanduo patenka į žemę su lietumi ar sniegu. Toks lietus didina dirvos rūgštingumą ir gali sutrikdyti ežerų ar upelių cheminį balansą. Iš esmės rūgštusis lietus yra bet kokie krituliai su labai mažu pH (rūgštingumu). Anglies dioksidas (CO2) išsiskaido ir susidariusi silpna angliarūgštė (H2CO3) vandens pH sumažina iki 5,6 arba daugiau (įprastinis lietaus vandens pH – 6). Kita vertus, dėl natūralių rūgšties šaltinių rūgščiojo lietaus pH gali nukristi ir iki 4,5. Lietaus vandenyje, atsižvelgiant į savaime ore esančias medžiagas, turėtų būti maždaug 5–6, pH. Esama lietaus vandens, pavyzdžiui, Vokietijoje, kurio pH vidutiniškai maždaug nuo 4,0 iki 4,6. Tai maždaug dešimt dvidešimt kartų viršija rūgšties kiekį, palyginti su natūraliomis rūgšties proporcijomis. Vandens kritulių analizė leidžia nustatyti, kad šis rūgštingumo padidėjimas susijęs su sieros ir azoto rūgščių kiekiu. Šios rūgštys susidaro atmosferoje kaip sieros oksido ir azoto oksidų teršalų produktai. Europoje rūgštūs krituliai (nuo jų ežeruose išnyko žuvys) dažnai buvo stebimi Skandinavijos šalyse, D.Britanijoje, Vokietijoje. Rūgštusis lietus pirmą kartą buvo pastebėtas Anglijoje, Mančesteryje, viename didžiausių pramoninės revoliucijos centrų. 1852-aisiais Robertas Angusas Smitas nustatė sąsajas tarp rūgščiųjų lietų ir atmosferos užterštumo. Tas pats Smitas 1872-aisiais pirmasis panaudojo rūgščiojo lietaus terminą. Nors rūgštusis lietus pastebėtas dar XIX a., mokslininkai šį reiškinį pradėjo tyrinėti tik XX a. 7-ajame dešimtmetyje. Rūgščiojo lietaus pokyčius galima nustatyti pagal ledo sluoksnius ledynuose. Juose sušalusio vandens pH kito nuo 6 (pramoninės revoliucijos pradžioje)iki 4,5 ar net 4. Taip pat stebimi organizmai, vadinami titnagdumbliais, kurie gyvena kūdrose ar tvenkiniuose. Žuvę organizmai formuoja nuosėdas vandens telkinio dugne. Šiems dumbliams reikalingas tam tikras pH,taigi jų gausumas įvairiuose sluoksniuose rodo pH pokytį.

8. Nuo pramoninio perversmo pradžios sieros ir azoto oksidų emisija tik padidėjo. Pramoniniuose rajonuose aptinkamas pH gerokai mažesnis už 2,4 (acto rūgštingumas). Būtent stambūs pramoniniai rajonai, kaip ir transportas, yra pagrindiniai rūgščiojo lietaus sukėlėjai. Rūgščiojo lietaus problema didėja ne tik dėl žmonių skaičiaus ir pramonės augimo. Aukštųjų kaminų naudojimas siekiant sumažinti vietinį teršimą sukelia regioninius atmosferos trikdžius. Dažnai rūgštusis lietus iškrinta toli nuo susidarymo vietos. Daug tokio lietaus kliūva kalnams (tiesiog dėl didesnio kritulių kiekio). Šio efekto pavyzdys gali būti Skandinavijos regionas, kuriame rūgštusis lietus daug didesnis, nei šių šalių atmosferos tarša. Rūgštusis lietus yra svarbi problema Kinijoje, Rytų Europoje, Rusijoje ir vietovėse pavėjui nuo jų. Rūgštusis lietus iš elektrinių Jungtinių Amerikos Valstijų viduryje ar vakaruose padaro žalos miškams šalies rytuose, Niujorke. Visose šiose vietose sieros turinti akmens anglis naudojama namų šildymui ir elektros gamybai. Rūgštusis lietus – viena svarbiausių aplinkos teršimo problemų. Jau keleri metai iš dalies visame Vidurio Europos areale miškams daroma vis daugiau žalos, visų pirma baltosioms eglėms ir eglinių medžių grupėms. Dėl tokios žalos kalti rūgštieji lietūs. Vakarų Vokietijos federaciniuose kraštuose 1989 metų pabaigoje beveik 4 mln.ha, t.y. 53% miškų ploto, buvo pastebimai pažeisti. 1990 m. vidutiniškai bei stipriai pažeistų ar sunykusių miškų plotas sudarė 36% bendrojo naujųjų žemių ploto. 1989 m. mažai ir smarkiai pažeisto miško plotas sudarė 74-78 % bendro Lenkijos, Čekijos ir Slovakijos miškų ploto. Didžiojoje Britanijoje ir Danijoje jis siekia 50-60%, Olandijoje ir Šveičarijoje – 40-47%, Austrijoje, Italijoje ir Ispanijoje – 22-25%. Rūgštieji lietūs taip pat skatina koroziją. Dėl pagreitėjusios korozijos teko restauruoti ir istorinius monumentus, pavyzdžiui, Laisvės statulą. Žiemos mėnesiais, kai didžiausia sieros dioksido koncentracija, sniego paviršiuje gali susikaupti rūgštūs sieros junginiai, ir tirpstant sniegui stipriai ir netikėtai gali padidinti vandens telkinių rūgštingumas. Dėl to gali išnykti mailius (taip įvyko Švedijoje).

9. Padidėjęs rūgšties kiekis padarė didelę žalą jautrioms ekosistemoms – aukštumų miškams ir vandens organizmams. Kai kuriais atvejais jis pakeitė visas biologines bendrijas, pavyzdžiui, tam tikruose ežeruose ar upeliuose išnaikino kurią nors žuvų rūšį. Dažnai poveikis sukelia organizmų įvairovės ekosistemoje sumažėjimą. Tai – dažnas reiškinys JAV rytuose, kur lietus ypač rūgštingas, o dirva dažnai nesugeba rūgščių neutralizuoti. Daugiau nei pusė miškų Vokietijoje buvo pažeisti rūgščiojo lietaus. Rūgštusis lietus pagreitina pastatų ir kai kurių uolienų, pavyzdžiui, kreidos, dūlėjimą. Uolienoje esantis kalcio karbonatas (CaCO3) sureaguoja ir susidaro kalcio bihidrokarbonato (Ca(HCO3)2) tirpalas. Vėliau šis tirpalas gali migruoti. Tokiu būdu suintensyvėja karsto reiškiniai, atsiranda olos, smegduobės ir kitos karsto formos. Čekijoje pažeistas miškas

10. Poveikis ežerams Rūgštusis lietus ir žemas pH smarkiai veikia žuvų populiacijas ežeruose. Žemiau 4,5 pH neišgyvena dauguma žuvų, o 6 arba aukštesniame pH žuvų populiacijos būna didelės ir sveikos. Rūgštis vandenyje slopina fermentų gamybą, kurie būtini žuvų lervoms. Ji taip pat padidina aliuminio koncentraciją ežeruose. Dėl aliuminio kai kurių žuvų žiaunos apsineša gleivėmis, ir žuvims sunku kvėpuoti. Taip pat slopinamas fitoplanktono augimas, dėl ko kenčia juo mintantys gyvūnai.

11. Poveikis dirvožemiui Rūgštusis lietus gali smarkiai paveikti ir dirvožemį. Kai kurios tropikuose gyvenančių mikrobų rūšys gali greitai įsisavinti rūgštį, bet kiti mikroorganizmai žemame pH lygyje neišgyvena. Šių mikrobų fermentai yra denatūruojami (pakeičiama jų struktūra), ir jie nebegali tinkamai veikti. Miško dirvožemiuose gyvena daug grybų, bet dėl rūgščiojo lietaus dirvoje ima dominuoti bakterijos. Medžiai azoto gauna iš grybų simbiotiniais ryšiais per šaknis. Bet šiems nykstant medžiai gali negauti pakankamai azoto. Dirvoje išjudinami toksiški jonai, o vertingi mineralai yra išplaunami arba (kaip fosfatai) prijungiami prie aliuminio ar geležies junginių.

12. Kita žala Medžius rūgštis gali veikti įvairiai. Vaškinis lapų paviršius yra pažeidžiamas ir prarandamos maistinės medžiagos; medžiai tampa jautresni šalčiui, grybams ir vabzdžiams. Sulėtėja šaknų augimas, ir medis gauna dar mažiau maisto medžiagų. Kai kurių mokslininkų nuomone, rūgštusis lietus gali sukelti neigiamą poveikį ir žmogaus organizmui, nors tai dar neįrodyta. Manoma, kad toks lietus pažeidžia plaučius ir kvėpavimo sistemą. Vienu metu Švedijoje vandentiekio vanduo buvo toks užterštas variu, kad jį geriant plaukai įgaudavo žalią atspalvį. Toksiniai jonai yra didžiausias lietaus pavojus žmonėms. Kai kuriuos diarėjos protrūkius sukelia varis iš dirvožemio, o aliuminiu užterštas vanduo gali sukelti Alzheimerio sindromą

13. 5 įstatymai kaip sustabdyti rūgščius lietus 1.Intensyviai kontroliuoti fabrikų, elektrinių ir gamyklų atliekų šalinimą,(kad kenksmingų teršalų nepatektų į gamtą). 2.Uždrausti važinėti ypač senais automobiliais. 3.Įkurti kenksmingų atliekų perdirbimo centrus. 4.Neperdirbamas kenksmingas atliekas izoliuoti nuo aplinkos. 5.Skirti daugiau lėšų moksliniams darbams, kovojantiems su rūgščiųjų lietų susidarymu.

14. Technologija, sauganti nuo rūgščiojo lietaus Jau sukurta technologija, sauganti nuo rūgščiojo lietaus: • Reikėtų naudoti kurą, kuriame mažai sieros. Susmulkintuose ir tirpikliu išplautoise akmens anglyse sieros lieka mažiau. • Chemijos gamyklose turėtų būti įrengti įrenginiai, šalinantys sierą iš išmetamųjų dujų prieš jas išleidžiant kaminais į atmosferą. • Sieros šalinimas katilinėse iš susidarančių dujų. Siera šalinama išmeyamas dujas veikiant klintimis, nes jos neutralizuoja rūgščiąsias daleles. • Kataliziniai keitikliai gali būti pritaikomi azoto oksidų kiekiui mažinti automobilių išmetamose dujose. Šios technologijos brangios, tačiau jau po truputį diegiamos, nes norima gyvenamąją žmogaus aplinką ir gamtą apsaugoti nuo rūgščiojo lietaus.

15. Naudota literatūra • http://lt.wikipedia.org/wiki/R%C5%ABg%C5%A1tusis_lietus • Plejėlis H. Knyga apie ekologiją.// Vertimas iš švedų kalbos, Žalioji Lietuva, V., 1994. • H. Barch, U. Borner ir kt. Globalinės problemos. V., 1998. – P.54-55. • R. Ozolinčius. Lietuvos spygliuočiai: morfologinės struktūros transformacijos bei jas indikuojantys veiksniai. K., 1998. – 297 p. • A. Mader “Biologija”. Vadovėlis 11-12 kl., II dalis. K., 2004. – P. 108-114. • Chemijos pagrindai. Žinynas. K., 1999. • G. Williams “Biologija tau”. Vadovėlis 9-10 kl., 2 knyga. V., 2006.