Happevihm: põhjused, mõjud ja lahendused
Happevihm: põhjused, mõjud ja tõhusad lahendused — kuidas vähendada saastet, kaitsta loodust ning taastada kahjustusi ja inimeste tervist.
Tänapäeva üks raskemaid probleeme on happevihmad, mis võivad avaldada laastavat mõju kõikidele Maal elavatele organismidele. Happevihm on vihm, mis on oma olemuselt ebatavaliselt happeline ja väga söövitav. See on vihm, milles on kõrge vesinikuioonide sisaldus (madal pH). Seda võib määratleda kui "vihmavett, mille pH on alla 5,6". Loomulikul teel tekib vihmavees kerge happesus ka CO2 mõjul, mis moodustab süsiniku ja atmosfääri reageerimisel nõrka süsihappeid; happevihm on sellest palju tugevama toimega.
Põhjused
Happevihma peamised põhjused on inimtekkelised heitmed, mis sisaldavad väävli ja lämmastiku ühendeid ning ka ammooniumi sooli. Need gaasilised ühendid satuvad atmosfääri põlemisel (näiteks kivisüsi, kütused, tööstus), sõidukitest ja põllumajandusest. Õhus toimuvad keemilised reaktsioonid: näiteks vääveldioksiid (SO2) oksüdeerub happeks (peamiselt väävelhappeks H2SO4) ja lämmastikoksiidid (NOx) moodustavad lämmastikhapet (HNO3). Tuul kannab need gaasid kõrgele taevasse, kus nad reageerivad õhus ja veega, ning tekivad happed. Samuti võivad reageeruda ammoniaak ja teised komponentid, moodustades tahkete osakestena langvaid soolasid (näiteks ammooniumsulfaadid ja -nitraadid), mis suurendavad saastumise ulatust.
Ajaloost
1852. aastal näitas Robert Angus Smith Manchesteris, et happevihm ja õhusaaste on omavahel seotud. Ta populariseeris 19. sajandi tööstuslinnade ja keemialiste protsesside mõju sademetele ning lõi 1872. aastal termini "happevihm".
Mõjud keskkonnale ja inimeste elule
Happevihm kahjustab loodust ja inimtegevust mitmel viisil:
- Taimekaitse ja metsad: happeline sademete ja kinnikasvanud mullastiku alandab taimede juurekeskkonna pH-d, kahjustab lehti ja vähendab taimede võimet toitaineid omandada; see võib põhjustada metsade nõrgenemist ja suremist.
- Siseruumide ja välisobjektide kahjustused: ehitised ja ajaloolised mälestised, eriti lubjakivi ja marmor (kaltsiumkarbonaat), lagunevad kiiremini happe mõjul; metallesemed korrodeeruvad jubemaks.
- Vesikogud: happesus vähendab veekogude pH-d, mis võib mobiliseerida mullas sisalduvat alumiiniumi ja teisi toksiine ning põhjustada kalade ja teiste vee-elustiku hävimist.
- Põllumajandus: mullade happestumine võib vähendada saagikust ja muuta vajalikuks väetiste muudatused või kalleid parandused.
- Inimeste tervis: kuigi sademed ise ei ole tavaliselt otseselt mürgised inimestele, on samad heitmed (SO2, NOx ja peenosakesed) seotud hingamisteede haiguste, ägedate ärrituste ja südame-veresoonkonna probleemidega.
Kuidas happevihma mõõdetakse ja hinnatakse
Happevihma hinnatakse pH-meetodite abil (pH < 5,6 loetakse üldreeglina inimtekkelise happesuse näitajaks) ja keemilise analüüsi kaudu, määrates sademetes esinevate ioonide (nitraat, sulfaat, ammoonium) sisaldust. Paljudes riikides toimuvad pidevad monitooringuprogrammid, mis jälgivad sademete koostist ja pH-d ning koostavad andmestikke keskkonnamõjude hindamiseks.
Lahendused ja leevendusmeetmed
Happevihma ennetamine ja kahjude vähendamine toimub mitmel tasandil:
- Saasteallikate vähendamine: peamine lahendus on vähendada SO2 ja NOx heitmeid. See saavutatakse saasteainete puhastamise tehnoloogiatega (näiteks flue-gas desulfurization ehk kütuse suitsugaaside desulfuriseerimine, katalüütilised protsessid NOx-i vähendamiseks), puhtamate ja vähem süsinikku sisaldavate kütuste kasutamise ning liikuvuse ja tööstuse ümberkujundamise kaudu.
- Tehnilised abinõud: transpordis kasutatakse heitgaaside kontrolli (katalüütilised konverterid), tööstuses ja elektrijaamades seadistatakse filtreid ja pesureid (scrubbers), kasutatakse madala väävlisisaldusega kütuseid ja rakendatakse SCR (selektiivne katalüütiline redutseerimine) tehnoloogiat lämmastikoksiidide vähendamiseks.
- Maastikuline ja keemiline leevendamine: hapestunud järved ja mullad saab ajutiselt taastada kalkimise (liiv- või paakalki lisamine), mis tõstab pH-d ja vähendab alumiiniumi lahustuvust. See on remondimeede, mitte püsilahendus.
- Poliitika ja rahvusvaheline koostöö: kuna saaste võib levida riikide vahel, on vajalik rahvusvaheline koostöö. Tähtsad lepped on näiteks Konventsioon pikalennulise transpiiri õhusaaste kohta (Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution) ja selle protokollid, sealhulgas Gothenburgi protokoll, mis seavad piirangud SO2, NOx ja ammoniaagi heitetele.
- Ühiskondlikud ja individuaalsed meetmed: kulutada vähem fossiilkütustele (avalik transport, jalgrattasõit, energiatõhusus), toetada puhta energia lahendusi ja poliitikaid, mis vähendavad tööstuslikke heitmeid.
Edusammud ja väljakutsed
Viimastel aastakümnetel on paljudes riikides õnnestunud SO2- ja NOx-heiteid märkimisväärselt vähendada tänu puhastustehnoloogiatele ja regulatsioonidele, mis on parandanud sademete olukorda ja elustiku seisundit. Siiski püsivad kohalikud ja piirkondlikud probleemid, eriti kohtades, kus põletatakse palju kivisütt või kasutatakse kõrge reostusega tööstusprotsesse, ning ka kliimamuutused ja uued saastallikad võivad olukorda mõjutada. Pidev monitooring, tehnoloogiline innovatsioon ja rahvusvaheline koostöö on vajalikud, et happevihmade mõju hoida kontrolli all.
Mida saab teha igaüks meist?
- Sõida vähem autoga ja kasuta ühist transporti või jalgrattasõitu.
- Säästa energiat kodus (parem soojustus, energiasäästlikud seadmed).
- Toeta taastuvenergia projekte ja nõua puhtamaid tootmisviise.
- Ole kursis kohaliku õhukvaliteedi ja sademete monitooringu andmetega ning osale avalikus arutelus keskkonnapoliitika teemadel.
Happevihm ei ole ainult teaduslik termin – see mõjutab ökosüsteeme, majandust ja inimeste tervist. Teadlik tegutsemine ja sihipärane poliitika aitavad vähendada selle kahjulikke tagajärgi.
Põhjustab
Happevihma põhjustab hapete segunemine õhuga. Suurim happeallikas on vääveldioksiid. Ka süsinikdioksiid ja mitmesugused lämmastikoksiidid tekitavad atmosfääris hapet. Need kemikaalid on nii looduslikud kui ka kunstlikud.
On mitmesuguseid looduslikke põhjusi, näiteks vulkaanidest pärinevad gaasid. Siiski arvatakse, et praegu põhjustab enamik happevihma inimeste poolt tekitatud õhusaaste. Inimesed hakkasid rohkem happelisi gaase tootma, kui nad hakkasid ehitama tehaseid ja elektrijaamu. Need hooned, samuti majad ja sõidukid põletavad väävlit sisaldavat kivisütt või õli. See eraldab õhku gaase, mis tekitavad happevihma. Valitsused on alates 1970. aastatest püüdnud vähendada väävli eraldumist Maa atmosfääri ja seni on saavutatud häid tulemusi. Tehastest ja elektrijaamadest pärineva suitsu puhastamine on aga kallis. 2001. aastal tootis Suurbritannia endiselt umbes viis miljonit tonni neid gaase aastas ja Hiina 18 miljonit tonni. USA tootis siis rohkem kui 20 miljonit tonni, mis vähenes 2010. aastaks 8,1 miljonile tonnile.
Happevihmad hävitavad puid. Happevihm tapab ka kalu.
Happevihma võib põhjustada ka looduslikult. Näiteks võivad happed tekkida välkkiirte tekitatud lämmastikuühenditest ja vulkaanipursked võivad atmosfääri paisata vääveldioksiidi.
Happevihmadel on laastav mõju metsadele, mageveele ja pinnasele. See tapab putukaid ja vee-elustikku, kahjustab hooneid ja mõjutab inimeste tervist. Hapete söövitava iseloomu tõttu kahjustab see nii eluta asju kui ka elusorganisme.
Efektid
Happevihmadel on laastav mõju metsadele, mageveele ja pinnasele. See tapab putukaid ja vee-elustikku, kahjustab hooneid ja mõjutab inimeste tervist. Hapete söövitava iseloomu tõttu kahjustab see nii eluta asju kui ka elusorganisme.
Happevihm mürgitab jõgesid ja järvi. Kalad ja teised loomad ei saa happelises vees elada. See on halb ka hoonetele, sest hape kahjustab kaltsiumkarbonaatkivi. Hape lahustab seda. Paljud hooned ja mälestusmärgid on happevihma tõttu kahjustatud.
Tagajärjed
Happevihm hõlmab vesihapete, happeliste gaaside ja happeliste soolade sadestumist.
Hapete sadestumisel on 2 osa: märg ja kuiv.
✓ Niiske sadestumine viitab happelisele vihmale, udule ja lumele.
✓ Kuiv sadestumine viitab happelistele gaasidele ja osakestele.
✓ Pool atmosfääris olevast happesusest langeb tagasi maa peale kuiva sadestumise kaudu.
Happevihm on piirkondlik õhusaaste probleem. Kõige enam on sellest mõjutatud Kanada ja USA loodeosa. Torontos 1979. aasta veebruaris registreeritud sademete keskmine pH oli 3,5. 1989. aastal oli Los Angeleses udu pH nii madal kui 2,2. Seni on aga kõige happelisemate vihmade rekord USAs Wheelingis Lääne-Virginias, kus pH oli nii madal kui 1,4.
Küsimused ja vastused
K: Mis on happevihm?
V: Happevihm on vihm, mis on oma olemuselt ebatavaliselt happeline ja väga söövitav. See on vihm, milles on kõrge vesinikuioonide sisaldus (madal pH).
K: Milline on happelise vihma pH väärtus?
V: Happelise vihma pH väärtus on alla 5,6.
K: Milline võib olla happelise vihma mõju maa peal elavatele organismidele?
V: Happevihm võib avaldada kahjulikku mõju taimedele, loomadele ja inimestele.
K: Mis põhjustab happevihma?
V: Happevihm tekib, kui atmosfääri satuvad ammooniumi, süsiniku, lämmastiku ja väävli gaasilised ühendid.
K: Kuidas vabanevad happevihma põhjustavad ühendid atmosfääri?
V: Happevihma põhjustavad ühendid satuvad atmosfääri inimtegevuse, näiteks fossiilkütuste põletamise ja tööstusprotsesside käigus.
K: Kes mõtles välja mõiste "happevihm"?
V: Robert Angus Smith lõi termini "happevihm" 1872. aastal.
K: Milline oli Robert Angus Smithi poolt 1852. aastal avastatud seos happevihma ja atmosfääri saastamise vahel?
V: 1852. aastal näitas Robert Angus Smith Manchesteris happevihma ja õhusaaste vahelist seost. Ta avastas, et gaasilised saasteained, mis reageerivad atmosfääris oleva veega, põhjustavad happevihma.
Otsige