Emise Síry a Sopky: Co to Znamená pro Naši Atmosféru?

Dne 17. března došlo na islandském poloostrově Reykjanes k erupci sopky. Ze čtyř sopečných erupcí, které byly v regionu od prosince zaznamenány, byla tato zatím největší.

Služba pro monitorování atmosféry (CAMS) programu Copernicus sledovala sopečný smog oxidu siřičitého (SO2), které erupce vypouštěla, a které se přenášely směrem do Evropy.

Předpovědi složení atmosféry v systému CAMS, založené na asimilaci družicových pozorování, zahrnují informace o množství SO2 v atmosféře, jehož významným zdrojem mohou být sopečné erupce.

Předpovědi vypracované pro Island po erupci ukazují chuchvalce sopečných emisí se zvýšeným celkovým zatížením sloupce (až 10 Dobsonových jednotek), která se pohybují východně od severního Atlantiku přes Irsko a Spojené království, ve středu dosáhnou Skandinávie, cestují přes Balt a v pátek dosáhnou pobaltských států, Polska a severozápadního Ruska.

Vedoucí vědecký pracovník CAMS Mark Parrington k tomu říká: "Předchozí erupce neprodukovaly mnoho emisí SO2, které by bylo možné pozorovat a asimilovat v našem systému.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Ředitel CAMS Laurence Rouil k tomu říká: "Sopečné erupce a úniky velkého množství sloučenin síry mohou ovlivnit nejen kvalitu ovzduší v přímo zasaženém regionu, ale také globální procesy, jako je koncentrace ozonu ve stratosféře.

Předpovědi SO2 v systému CAMS, inicializované na základě asimilovaných družicových pozorování a předpokládající počáteční výšku injektáže přibližně 5 km, předpovídají transport plum v následujících 5 dnech na základě integrovaného předpovědního systému (IFS) Evropského centra pro střednědobou předpověď počasí (ECMWF).

Předpovědi jsou inicializovány každých 12 hodin na základě nových pozorování. ECMWF implementuje CAMS jménem Evropské unie.

Předpovědi CAMS zobrazují plynný SO2 v atmosféře, ale neposkytují informace o sopečném popelu, za který jsou zodpovědná poradní střediska pro sopečný popel (VAACs).

Znečištění ovzduší a jeho zdroje

Vzduch nevidíme, a pokud nezafouká vítr, ani ho nevnímáme. Dýcháme směs plynů - z 78 % dusík, z 21 % kyslík a z 1 % další plyny včetně vzácných, z toho asi 0,04 % oxid uhličitý. Někdy ve vzduchu mohou být i škodlivé látky, které mohou mít vliv na zdraví.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Téměř 2,5 milionů životů ročně si vyžádají nemoci dýchacího ústrojí a související choroby, které jsou důsledkem znečištěného vzduchu. Škodliviny obsažené ve vzduchu se nacházejí jak uvnitř domů, tak i venku.

Antropogenními (lidské znečištění) zdroji znečištění jsou hlavně emise z automobilů a továren. Velké rozpětí znečišťujících látek je spojené se spalováním různých paliv, jako je benzín, dřevo, uhlí, plyn.

• Písečná bouře: Pouště jsou velmi větrná místa. Vítr o rychlosti více než 24 km/h dokáže zvednout zrnka písku až do výšky 1-2 metrů a vodorovně je přenášet. Dokonce i slabší vítr je schopen částice suché půdy změnit na oblaka prachu.
• Prašný vír: Prach, listí a další jsou spolu s horkým vzduchem hnány ve spirále vzhůru. Tímto se prach a další složky rozvíří po celých městech a znečistí ovzduší.

Výfukové plyny motorových vozidel obsahují složenou směs z potenciálně patogenních chemických látek vznikajících při spalování paliv. Tyto látky zahrnují benzen, oxid dusičitý, oxid siřičitý, polycyklické uhlovodíky či formadehyl, které se mohou dostat dýchacím systémem do krevního oběhu.

Kyselé deště

Ačkoli je vědecky prokázána přítomnost kyselých dešťů již v polovině 19 století, až do 60. let minulého století nebyly považovány za ekologický problém.

Kyselé deště vznikají především chemickými reakcemi v atmosféře mezi jednotlivými škodlivinami (populanty), zejména mezi oxidem siřičitým a oxidy dusíku pocházejícími z průmyslu a automobilové dopravy.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Příčina a důsledek: Vzdušné populanty, sluneční záření a další atmosférické složky se účastní na vzniku kyselých srážek. Ty potom dopadají na pevninu i na moře, kde škodí organismům i jejich životnímu prostředí.

Lesy ve vyšších nadmořských výškách jsou více zranitelné kyselými dešti, jež ničí jejich listy či jehlice, a kvůli okyselené půdě hynou i další rostliny.

Vliv sopek na ozónovou vrstvu

Látky, které ničí ozónovou vrstvu, totiž nepocházejí jen z lidmi vyráběných freonů. Odedávna se dostávají do atmosféry díky sopečným erupcím.

Podle dosavadních názorů až 25 procent halogenů ze sopečného výbuchu doletí až do stratosféry. Analýza 14 sopečných erupcí z Nikaraguy ukázala, že koncentrace bromu a chlóru ve stratosféře vystoupala na dvoj- či trojnásobek hladin roku 2011.

Ještě před pár lety se tvrdilo, že chlór ze sopečných erupcí vůbec nedoletí do stratosféry. Avšak měření při erupci sopky Hekla v roce 2000 ukázalo, že vliv sopek byl podceněn.

Dnes už je známo, že přímo nad vybuchujícími sopkami vznikají miniaturní "ozónové díry". Vinou chemikálií, které sopky do stratosféry vyvrhují. Nejde jen o chlor, ale i o síru, která funguje jako katalyzátor a reaktivitu chlóru umocňuje. Ať už jde o chlór přírodní či antropogenní.

Jiné pokusy ukázaly, že do stratosféry dorazí více jak 25 % HCl a 80 % síry

Solomonová 1991: "Úbytek ozónu v Antarktidě probíhá kvůli chlóru, který je aktivován na povrchu stratosférických mraků. Podobné reakce probíhají i na povrchu tekutých aerosolů kyseliny sírové, když jsou teploty pro vznik polárních stratosférických mraků příliš vysoké. Tyto procesy byly zesíleny po výbuchu Mt Pinatubo v červnu 1991, kdy se do stratosféry dostalo bezprecedentní množství sloučenin síry… Vliv aerosolů Mt Pinatubo pravděpodobně přispěl k bezprecedentní hloubce a rozloze antarktického úbytku ozónu v roce 1992."

Krátkodobý vliv sopek?

Instituce jako NASA či EPA bagatelizují vliv sopek na ozónovou vrstvu námitkou, že vliv sopek je jen "krátkodobý". Sopečný prach se během pár let rozptýlí. Není ale důležitější, jak je ten vliv silný než jak je dlouhý?

Za poslední půl století byly tři velké sopečné erupce. 1963 Agung, 1982 El Chichón, 1991 Pinatubo. Poté vždy přišlo drastické skokové zeslabení ozónové vrstvy. Pár let po výbuchu se ozónová vrstva vždy začala zotavovat. Dokud toto zotavování nepřerušil další sopečný výbuch.

Existuje však i jiné vysvětlení: Ozónová vrstva se zotavuje, protože od roku 1991, kdy vybuchla filipínská Mt. Pinatubo, nedošlo k žádné velké sopečné erupci.

Sluneční činnost ohřívá Zemi. A geofyzikové dávno vědí, že k největším sopečným erupcím dochází pár let po velkém solárním maximu.

• 19. solární cyklus (1954-64) - vrchol v roce 1958 --> Výbuch sopky Agung 1963 na Bali
• 21. solární cyklus (1976-86) - vrchol v roce 1979 --> Výbuch sopky El Chichon 1982 v Mexiku
• 22. solární cyklus (1986-1996) - vrchol v roce 1989 --> Výbuch sopky Pinatubo 1991 na Filipínách

Akumulovaná sluneční energie zahřívá horniny, které zvětšují svůj objem. Bloky hornin se tlačí na sebe a v podzemí stoupá tlak. Když pak dojde k ochlazení, nahromaděná energie se uvolní. Podobně jako když chladne ústřední topení a vy slyšíte praskání chladnoucího kovu.

Proč se stratosféra ochlazovala

Pokud chceme vysvětlit dlouhodobý trend úbytku ozónu, nesmíme zapomínat ani na teploty. Na úbytku ozónu se podepsaly nejen sopky, ale také ochlazování stratosféry, zejména v polárních oblastech. Nižší teploty fungují jako katalyzátor reakcí, které ničí ozón.

Odsířením bloků elektráren spalujících uhlí došlo ke snížení emisí síry do atmosféry.

Graf č.2 ukazuje, že depozice S poklesla od roku 1994 do roku 2000 z 27 kg.ha-1.rok-1 na 11 kg.ha-1.rok-1.

Pod stromy je depozice síry zcela odlišná. Nadzemní části stromu totiž zachycují plynné sloučeniny S (zejména SO2) ze vzduchu, ze kterých se po oxidaci a kontaktu s vodou mohou vytvářet další molekuly SO42-.

Je známo, že jehličnany takto díky velkému adsorpčnímu povrchu, který tvoří jehlice zachytí částic více než stromy listnaté.

Pod jehličnatými stromy je tedy půda velmi silně okyselována a živiny důležité pro rostliny odtékají po rozpuštění půdní vodou.

V elektrárně Opatovice (EOP) se zpřísněné limity týkají především emisí oxidů dusíku, tuhých znečišťujících látek (prachu), oxidu siřičitého a nově také emisí rtuti. Díky investici ve výši 2,7 mld. Kč z let 2014 -2016 bude EOP schopna plnit nové emisní limity pro oxid siřičitý a prach.

V EOP došlo za posledních 23 let k razantnímu snížení emisí téměř na hranice fyzikálních možností. Současné emise prachu tvoří pouze 3 % emisí, které EOP produkovala v roce 1996, v případě oxidu siřičitého je to dnes necelých 8 % emisí. Emise oxidů dusíku byly za tu dobu sníženy o 65%.

K nejvýznamnějšímu snižování došlo ve 2 etapách. První etapa ekologizace byla realizována již v roce 1998, kdy bylo v EOP vybudováno první zařízení na odsíření spalin. Druhá etapa proběhla v letech 2014-2016, kdy EOP postavila zcela nové odsíření, provedla rekonstrukci 4 kotlů a nahradila u nich elektrostatické odlučovače prachu za daleko efektivnější látkové filtry tak, aby splňovala emisní limity dle evropské Směrnice o průmyslových emisích.

Výbuch sopky obvykle vnímáme jako hrozivou přírodní katastrofu. V letech 2000 až 2010 se průměrná koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře zvýšila o více než 5 % (z 370 ppm na téměř 390 ppm). Oxid uhličitý je jedním z hlavních skleníkových plynů, ale vzestup globální teploty byl nižší, než by se dalo očekávat. Odborníci tento jev připisují stratosféře, v níž zmohutněla vrstva aerosolu. Stratosféra se tak stala „neprůhlednější“ a odrážela zpět do vesmíru více slunečních paprsků.

tags: #emise #siry #sopky #co #to #je

Oblíbené příspěvky:

• Potoky a řeky v ČR
• Pardubice a příroda
• Typy úzkých košů na odpad
• Emise a poplatky v Rakousku
• Benátky nad Jizerou: Požáry skládek