Vliv plynů dusíku a síry na životní prostředí a ekologii

Kyselý déšť je označení pro srážky s pH menším než 5,6. Správné označení pro kyselý déšť je kyselá atmosférická depozice.

Příčiny vzniku kyselých dešťů

Kyselý déšť způsobují oxidy síry, dusíku a uhlíku. Zdroje těchto plynů jsou jednak přírodní (biologické procesy a sopečná činnost) a jednak antropogenní (zemědělství, průmysl, automobilová doprava, energetika).

Nejvýznamnější podíl na vzniku kyselých dešťů se připisuje oxidům síry, které vznikají převážně spalováním hnědého uhlí, a oxidům dusíku, které vytváří hlavně vysokoteplotní spalování v automobilových motorech. Jakmile se rozptýlí do atmosféry, začnou reagovat s vodou za tvorby kyselin, které padají na zem ve formě deště. Kyseliny, které následně v atmosféře vznikají z těchto plynů, snižují pH srážek.

Dopady kyselých dešťů na životní prostředí

Výsledkem je zvýšená kyselost půd a povrchových vod (acidifikace), dále i vysoký obsah toxických kovů uvolněných z půd a hornin ve vodách spodních. Výsledky působení kyselých dešťů lze pozorovat na živých organismech, funkčnosti ekosystémů a na materiálech.

Kyseliny, které se dostávají do půdy kyselým deštěm, z ní vyplavují prvky, které jsou důležité pro udržení vyvážené hodnoty půdní kyselosti a které jsou současně nezbytnými živinami pro vegetaci. Jedná se zejména o vápník a hořčík. Tyto prvky jsou schopny po nějakou dobu vyrovnávat (neutralizovat) přísun kyselin z atmosféry. Při této reakci jsou ale nevratně odnášeny z půd do podzemních a povrchových vod.

Čtěte také: Česká republika a emise

Vliv na lesy a vodní ekosystémy

Z ČR známe úhyn horských smrkových lesů Jizerských hor, Krkonoš, Orlických hor, Jeseníků a Krušných hor ze 70. let minulého století. V ČR okyselení vod vyhubilo ryby v šumavských jezerech a v horských potocích Jizerských hor, Krkonoš, Jeseníků, Krušných a Orlických hor. Ve Skandinávii v důsledku okyselení jezer, potoků a řek došlo od padesátých let minulého století k postupnému uhynutí ryb, dalších živočichů a rostlin.

Vliv na půdu

O stupni okyselení rozhoduje i obsah bazických kationtů v půdě. Jejich hlavním zdrojem v půdách je zvětrávání podložních hornin a jejich celkové množství určuje odolnost vůči kyselému spadu. Čím je v půdách větší množství bazických kationtů, tím jsou půdy odolnější. Nejméně odolné jsou horské půdy, které mají přirozeně nízké množství bazických kationtů. To je spolu s drsným klimatem a vysokým přísunem kyselin důvod, proč se devastující vliv nejdříve projevuje v horských oblastech.

Zásoby bazických kationtů vznikaly v půdách zvětráváním podloží zejména v období od poslední doby ledové, tedy asi 10 000 let. V důsledku změn druhové skladby původních lesních porostů na smrkové monokultury byly ale zásoby bazických kationtů vyčerpány. Místo nich dnes kyselý déšť uvolňuje z půd velké množství toxického hliníku a dalších kovů, které by se normálně neuvolňovaly.

Tyto kovy jsou přijímány kořeny stromů z půdního roztoku a významně přispívají k úhynu lesa. Ionty hliníku totiž mohou vytlačit kationty vápníku, hořčíku a draslíku na výměnných místech buněčných membrán kořenů, čímž je narušena iontová rovnováha. To vede k odumírání takto postižených orgánů a následně i k špatnému příjmu živin, vody a celkovému oslabení rostliny.

Hliník například nejčastěji blokuje příjem hořčíku. Stromy s nedostatkem hořčíku pak trpí chlorózou, tedy žloutnutím jehlic kvůli nedostatku zeleného barviva nutného k zachytávání sluneční energie. Postižené stromy se pak stávají extrémně citlivými na sucho, mráz a další vlivy.

Čtěte také: EURO 7: Co Přináší Nového?

Zemědělství jako nový významný zdroj emisí síry

Ještě donedávna platilo, že největším zdrojem emisí síry, přispívající například ke kyselým dešťům, byly uhelné elektrárny a jimi spalované uhlí. Aktuální studie z univerzity v coloradském Boulder nyní tuto informaci upravuje. Globální znečišťující jedničkou se nově stává zemědělství a síra vnášená do prostředí v podobě pesticidů a hnojiv.

„Naše analýzy to bohužel nepotvrzují,“ upozorňuje Eve-Lyn Hinckleyová, docentka environmentálních věd univerzity z Boulderu. „Ukazuje se, že aplikace síry v zemědělství, kde jsou součástí postřiků a hnojiv, nyní dosahuje přibližně desetinásobku stavu, kdy byla produkce emisí uhelnými elektrárnami na svém vrcholu.“ S tím, že tento lidský sirný příspěvek a jeho vliv na životní prostředí nikdo zatím nehodnotil.

„Síra je dnes, v nejrůznějších podobách, nedílnou součástí hnojiv vylepšujících stav obdělávané půdy, je podstatným příspěvkem ke zdraví pěstovaných plodin a úrody,“ vysvětluje profesor Charles Driscoll, spoluautor studie. „Ale bohužel může přitom mít na půdu i na vodní toky stejně zničující efekt jako měly kyselé deště na severskou zalesněnou a říční krajinu.“

Síra je přirozeně se vyskytující chemický prvek, který se v prostředí vesměs nachází ve stabilní geologické formě. Na povrch země se dostává většinou v důsledku těžby, protože doprovází ložiska uhlí. A také je součástí výroby hnojiv a pesticidů. Uhelné elektrárny a zemědělské aplikace se pak stojí za tím, že se síra v původní i pozměněné podobě dostává do vod, půd, ovzduší.

„Pak může poměrně rychle zreagovat, byť trvá desetiletí, než je onen efekt kyselých dešťů a dalších ekosystémových změn zaznamenán,“ popisuje Hinckleyová. Síra může ovlivnit lidské zdraví a přírodu často nepřímo, třeba tím, že promění cyklus těžkých kovů. Driscoll jako příklad uvádí zemědělskou oblast Everglades na Floridě, kde síra způsobila zvýšenou tvorbu methylrtuti v místních vodách.

Čtěte také: Vliv jedovatých plynů na zdraví

Hinckleyová i Driscoll soudí, že síra ze zemědělství jen tak nezmizí. „Přesto existuje příležitost spojit vědu a praxi a vytvořit životaschopná řešení, která dlouhodobé ochrání životní prostředí, hospodářství i zdraví lidí,“ dodávají.

Dopady oxidů dusíku

Oxidy dusíku ve spalinách je nutno odstraňovat buď selektivní nekatalytickou redukcí s močovinou či amoniakem nebo pomocí selektivní katalytické redukce s amoniakem. Oběma metodami se NOX mění pomocí uvedeného redukčního činidla na elementární dusík a vodu. Nejnověji se pro odstranění NOx začínají uplatňovat kombinované tkaninové filtry, které mají na vnitřní straně filtrační tkaniny nanesenou katalytickou vrstvu.

Na druhou stranu ale oxidy dusíku jako NO a NO2 ve vyšších koncentracích rostliny poškozují a mohou způsobit jejich větší náchylnost k negativním vlivům okolí jako je mráz či plísně. Oxid dusičitý je společně s oxidy síry součástí takzvaných kyselých dešťů, které mají negativní vliv například na vegetaci a stavby a dále okyselují vodní plochy a toky.

Nižší hodnoty pH ovlivňují výskyt ryb nejenom přímo ale přispívají rovněž k uvolňování toxických kovů (např. ze sedimentů), jako je Al, Cd, Hg a tím se tento problém zvyšuje. Dusičnanové ionty, které jsou potom v zeminách a vodách přítomny, sice působí příznivě na růst rostlin, avšak při vyšších koncentracích může docházet i k úhynu ryb a nežádoucímu nárůstu vodních rostlin (tzv. eutrofizace vod).

Oxid dusičitý (NO2) společně s kyslíkem a těkavými organickými látkami (VOC) přispívá k tvorbě přízemního ozonu a vzniku tzv. fotochemického smogu. Vysoké koncentrace přízemního ozonu poškozují živé rostliny včetně mnohých zemědělských plodin.

Oxidy dusíku mohou negativně působit na zdraví člověka především ve vyšších koncentracích, které se ovšem běžně v ovzduší nevyskytují. Vdechování vysokých koncentrací oxidů dusíku dráždí dýchací cesty, např. při koncentracích 100 - 150 ppm (200 - 300 mg/m3) po dobu 30 - 60 minut je nebezpečný pro zdraví.

Ochrana ovzduší

Ochrana ovzduší v České republice podléhá příslušným legislativním předpisům, které jsou vymezeny jak na úrovni České republiky, tak na úrovni Evropské unie. Ministerstvo životního prostředí vykonává působnost ústředního správního úřadu v oblasti ochrany ovzduší, ozonové vrstvy a klimatického systému Země a na těchto úsecích řídí výkon státní správy. Stěžejním řídícím parametrem systému ochrany ovzduší je úroveň znečištění ovzduší charakterizovaná na základě imisních limitů.

Od roku 2002 je systém ochrany ovzduší v ČR) zaměřen na imise, což koresponduje s legislativním přístupem k této problematice v dalších zemích EU. Zdroje znečišťování ovzduší musí dodržovat emisní limity a jejich provozovatelé musí plnit stanovené povinnosti.

Ke sledování zdrojů znečištění slouží v ČR Registr emisí a zdrojů znečištění (REZZO), jehož správa spadá do kompetencí Českého hydrometeorologického úřadu.

tags: #plyny #dusíku #a #síry #ekologie #vliv

Oblíbené příspěvky:

• Reportáž o udržitelném oblečení
• Portrét ženy v přírodě: Průvodce
• Kovový odpad a úklidová kampaň v Praze 14 – recenze
• Bezpečná likvidace asfaltové lepenky
• Definice občanského odpadu