Alkotórész dm3/100 dm3 Nitrogén (N2) 78,08 Oxigén (O2) 20,95 Argon (Ar) 0,93 Szén-dioxid (CO2) 0,034 Neon (Ne) 0,0018 Hélium (He) 0,0005 Ózon (O3) 0,0002 Egyéb gázok, vízgõz 0,0035 1. A levegõ összetétele JÓ, HA TUDOD! A levegõben levõ porszennyezõ dé sek légúti megbetegedéseket okozhatnak. A szennyezett levegõjû vá rosok lakói körében sokkal gya ko rib bak a köhögéssel, légzési zavarokkal járó panaszok. A poros leve gõ jû munkahelyeken dolgozó embereknek maszkot kell viselniük, amely megszûri a belélegzett levegõt. A városi embereken is mind gyakrabban látni ezt a védõfelszerelést. A LEVEGÕSZENNYEZÉS ÉS KÖVETKEZMÉNYEI A légkörnek rendkívül fontos szerepe van a bioszféra egyensúlyának kialakításában és fenntartásában. A légkör anyagainak legnagyobb része, 78%-a nitrogén (N2), 21%-a pedig oxigén (O2). A maradék 1%-ot különbözõ gázok (szén-dioxid, nemesgázok, nitrogén- és kén-oxidok stb.), valamint vízgõz alkotják (1. ábra). AZ ÜVEGHÁZHATÁS KIALAKULÁSA A légkör összetevõi részesei a társulások anyagforgalmának. A növények a légkörbõl veszik fel a fotoszintézisükhöz szükséges szén-dioxidot, és ide adják le a folyamat során képzõdött oxigént. Az oxigént az élõlények döntõ többsége felhasználja, hogy a szerves anyagok lassú elégetésébõl energiát nyerjen életmûködéseihez. A légkör anyagai az üvegházhatás révén biztosítják a Föld viszonylag magas átlaghõmérsékletét, védik a földfelszínt és az élõlényeket a napsugarak károsító hatásai ellen (2. ábra). Az üvegházak belsejében a hõmérséklet általában magasabb, mint a környezeté. Ennek oka, hogy az üveg átengedi a napsugarakat, de nem engedi át a felszínrõl visszaverõdõ hõsugarakat. Az üvegházakhoz hasonlóan a légkör is megtartja a Nap melegét. A levegõn áthaladó napsugarak felmelegítik a talajt. A felmelegedett földfel2. Az üvegházhatás kialakulása A légkörön áthaladó napsugarak (sárga nyíl) elõször a talajt melegítik fel, amely hõsugarakat (piros nyíl) bocsát ki. A hõsugarak jelentõs részét (kék nyíl) a felhõk és a levegõ gázai csapdába ejtik, így a hõ nagy része megmarad a légkörben. 98
szín hõsugarakat bocsát ki. A hõsugarakat a levegõben lévõ anyagok, elsõsorban a szén-dioxid és a vízgõz, viszszatartják. A folyamat a levegõ felmelegedéséhez vezet. Az üvegházhatásnak jelentõs szerepe van a Föld kiegyenlített éghajlatának kialakításában. Nélküle nem lehetne élet a Földön, bolygónkon ugyanolyan szélsõséges hõmérsékleti viszonyok uralkodnának, mint a légkör nélküli Holdon. AZ ÜVEGHÁZHATÁS FOKOZÓDÁSA Az utóbbi évtizedekben a légkör összetétele megváltozott. Oxigéntartalma csökkent, szén-dioxid-tartalma jelentõsen növekedett. Emelkedett a légkörben a gép jármûvek és az ipari üzemek által kibocsátott egyéb szenynyezõ anyagok, például a nitrogén és a kén oxidjainak mennyisége is. Az ipari településeken, városokban sok porszennyezõdés kerül a levegõbe, ami lerakódik a növényekre, és gátolja anyagcseréjüket (3. ábra). A porszennyezõdések károsítják az állatok és az ember lég zõszervét is. A nagyobb városokban állandóan mérik a levegõ összetételét, és a kapott eredményeket összevetik az egészségügyi határértékekkel (egy összetevõnek az a mennyisége, ami még nem veszélyezteti az ember egészségét). Ha a légszennyezés meghaladja ezt az értéket, akkor szükségintézkedéseket vezetnek be. Jelenleg az üvegházhatás fokozódása figyelhetõ meg. A légkör fokozott felmelegedését elsõsorban a szén körforgásának megbomlása, a légkör növekedõ szén-dioxid-tartalma okozza. A szén-dioxid-tartalom növekedésének hátterében a tüzelõ- és az üzemanyagok (kõszén, kõolaj, földgáz) nagymértékû felhasználása áll. A tüze lõanyagok elégetésével sok energiához lehet jutni. Az égéstermékek, a szén-dioxid és a víz azonban fokozzák az üvegházhatást. A légkör összetételének változásához nagyban hozzájárul az erdõk kiirtása, a természetes életközösségek pusztulása is, hiszen így a növények egyre kevesebb szén-dioxidot kötnek meg, és emellett egyre kevesebb oxigént termelnek. A légköri szén-dioxid mennyiségét ugyanis csak a fotoszintézis csökkenti jelentõsen. Különösen veszélyes a trópusi esõerdõk területének és a tengeri plankton mennyiségének rohamos fogyása (4. ábra). 3. Porszennyezõdés A leveleket borító por akadályozza a foto szintézist. 4. Erdõirtás A trópusi esõerdõket a Föld tüdejének nevezik, hiszen növényei termelik a lég kör oxigéntartalmának 60%-át. Ha a növé nyeket kiirtják, kevesebb széndioxid épül be a szerves anyagokba, és csökken az oxigéntermelés is. ÉRDEKESSÉG A mérések szerint az utóbbi száz év ben a Föld átlaghõmérséklete mintegy 0,5 Ckal emelkedett. A szén-dioxid mennyisége a légkörben je lenleg évi 0,3%-kal nõ, ami csak el sõ pillantásra elhanyagolható mennyi ség. Ha a szén-dioxid aránya a légkörben a jelenlegi 0,033%- ról 0,066%-ra nõne, akkor a Föld át laghõmérséklete 2,8 C-kal emelkedne. 99
km 45 ózonpajzs 30 15 Föld 0 5. Az ózonréteg a légkörben Az ózonréteg a földfelszíntõl 15-50 km magasságban helyezkedik el. A FELMELEGEDÉS KÖVETKEZMÉNYEI De miért olyan veszélyes a légkör felmelegedése, az üvegházhatás fokozódása? A légkör felmelegedésének egyik legfontosabb következménye az éghajlati övek eltolódása, a száraz területek, a sivatagok terjeszkedése. A mérsékelt övezetben folyik a gabonatermelés nagy része, és hatalmas területeket foglal el a zöldség- és gyümölcstermesztés is. Ezeken a területeken a tartós aszály, a csapadék mennyiségének csökkenése beláthatatlan következményekkel járhat. A mi Alföldünk Közép-Európa legveszélyeztetettebb területéhez tartozik, mert a hagyományosan termesztett növények számára már a jelenlegi vízellátottság sem kielégítõ. Súlyos problémákhoz vezethet az ivóvíz mennyiségének csökkenése is. A felmelegedés következtében a folyók és a tavak vize sokkal gyorsabban párolog, és ezzel csökken az a vízmennyiség is, amibõl ivóvizet lehet elõállítani. Az üvegházhatás növekedése miatt megváltoznak a légköri folyamatok, aminek következménye az idõjárás változékonyabbá, bizonytalanabbá válása. A nagy szárazságokat hirtelen felváltó felhõszakadások, vagy a téli hótömegek gyors olvadását követõ tavaszi áradások rengeteg emberi tragédiát és gazdasági kárt okoznak. 6. Ózonlyuk az Antarktisz fölött Az Antarktisz fölött tél végén jelenik meg az ózonlyuk. Ebben az idõszakban sokkal több káros sugárzás éri a felszínt. Az utóbbi években az Északi-sark fölött is észlelték az ózonpajzs elvékonyodását. A légkör felmelegedésének következménye lehet a sarki jégsapkák és a gleccserek megolvadása, ami a tengerek vízszintjének emelkedéséhez vezet. A XIX. század eleje óta a tengerek és az óceánok vízszintje 15 20 cm-rel lett magasabb. Ha a felmelegedés a továbbiakban is ilyen ütemben folytatódik, a század végére a világóceán szintje 1 m-rel is meghaladhatja a jelenlegi értékeket. Ez pedig több mint 1 milliárd ember lakóhelyét veszélyezteti. AZ ÓZONPAJZS SÉRÜLÉSE A fény és a hõsugarak mellett ultraibolya (UV) sugarak is érkeznek a Napból a földfelszínre, amelyek súlyosan károsítják az élõ szervezetek örökítõanyagát, és ezzel anyagcseréjét. A bioszférát a káros sugárzás ellen a légkörben található oxigén védi. Erõs ultraibolya sugárzás hatására a kétatomos oxigénmolekulák (O2) háromatomos molekulákká, ózonná (O3) alakulnak. Ha a sugárzás gyengül, az ózon visszaalakul kétatomos oxigénné. Amikor ismét több az ultraibolya sugárzás, az ózon újraképzõdik. Az ózonréteg, más néven ózonpajzs a légkör 100
felsõ részében található (5. ábra). Anyagai folytonosan elbomlanak és újraképzõdnek, állandó változásban vannak. Egyes kémiai anyagok károsítják az ózonpajzsot, mivel reakcióba lépnek az ózonnal és elbontják azt. Elsõsorban azok a klór- (Cl) és fluor- (F) tartalmú gázok veszélyesek, amelyeket nem is olyan régen a hûtõgépekben, légkondicionáló berendezésekben, szórópalackokban még hasz nál tak. Ezek a gázok sokáig nem bomlanak le, akár 100 évig is megmaradhatnak a légkörben. Ezért, bár alkalmazásukat már betiltották, még sokáig számolni kell károsító hatásukkal. Az ózonpajzs károsodását jelzik a légkörben megfigyelt megritkult gáztartalmú ózonlyukak, amelyeken keresztül sokkal több káros sugárzás éri el a Föld felszínét (6. ábra). Az ultraibolya sugárzás növekedésének káros hatása már érzékelhetõ a bioszférában. Megfigyelések szerint az An tarktisz körüli tengerekben csökkent a plankton mennyisége. A déli féltekén élõ emberek körében pedig gya koribbá váltak a szembetegségek és a bõr rákos elváltozá sai (a testfelületet borító sejtek örökítõanyagának megváltozása rendellenesen, túlságosan gyorsan osztódó, úgynevezett rákos sejtek kialakulását okozta). Az ultraibolya sugárzástól való félelem ne riasszon el a strandolástól vagy a vízi sportoktól! A szabad levegõn való mozgás, a mértéktartó napozás mindenkinek jót tesz. A csontok fejlõdéséhez szükséges D-vitamin az UV sugarak hatására képzõdik szervezetünkben. Napfényben lebarnulunk, a bõrünkben képzõdõ barna festékanyag 8. A savas esõk terjedése A savas esõket okozó szennyezõ anyagok fõként az ipari központokból jutnak a levegõbe. Németország nagy iparvidékei felõl az uralkodó szelek a Skandináv-félsziget felé hajtják a felhõket. A savas esõk ezért Észak-Európában okozzák a legnagyobb károkat. ÉRDEKESSÉG Az ózonpajzs a földfelszíntõl kb. 15-50 km magasan található, ahol a levegõ már nagyon ritka. A Föld fel színén ennek a rétegnek a vastagsága mindöszsze 3 mm lenne. Az Antarktisz feletti ózonlyuk kiterjedése jelenleg háromszor akkora, mint az Egyesült Államok területe. Ózonré te gének vastagsága a felszínen csak 1 mm lenne. 7. Az ultraibolya sugárzás ellen védelmet nyújtanak a napvédõ krémek és a napszemüvegek égéstermékek szél savas esõ JÓ, HA TUDOD! A levegõ szén-dioxid-molekulái szénsavat képeznek a levegõ víztartalmával, ezért a tiszta esõvíz is gyengén savas kémhatású. A savas esõk azonban sokkal savasabbak. Los An gelesben olyan felhõket ész leltek, amelynek alsó részében a szennyezett csapadék savassága megegyezett a citromléével. 101
véd a sugarak káros hatásaitól. Az erõs UV sugárzás a mi körülményeink között a nyári verõfényben jelent veszélyt. Szoktassuk szervezetünket fokozatosan a naphoz, és használjunk bõrünknek megfelelõ napvédõ krémet! Minél magasabb faktorú készítményt használunk, annál erõsebb védelmet nyújt bõrünknek. De ne töltsünk hosszú idõt a napon, különösen a déli órákban, és viseljünk napszemüveget (7. ábra)! 9. A savas esõk hatása a fenyõkre A SAVAS ESÔK A savas esõk is a levegõszennyezés következményei. Az energiahordozók (kõszén, kõolaj, földgáz) és az üzemanyagok elégetésekor a szén-dioxid és a víz mellett más égéstermékek, például nitrogén- és kén-oxidok is képzõdnek. Az égéstermékek reakcióba lépnek a levegõben található vízgõzzel. Az átalakulás során savak: szénsav, salétromsav és kénsav keletkeznek. A savak a felfelé áramló levegõvel a felhõkbe jutnak. A savas kémhatású szenynyezõdéseket tartalmazó felhõket a szél messzire szállítja. A felhõkbõl hulló savas esõ így a szennyezést kibocsátó helytõl távolabb fejti ki káros hatásait (8. ábra). A savas esõk tönkreteszik a fák lombját és gyökérzetét, elpusztítják a növényeket. A fák levelei elsárgulnak, leszáradnak. Különösen a fenyõk érzékenyek a savas esõkre (9. ábra). 10. A savas esõk hatására a köztéri szobrok is károsodnak A savas esõk nemcsak közvetlenül károsítják az élõvilágot. A savas csapadék hatására a talajból kioldódnak az alumínium és a nehézfémek (pl. ólom, higany) mérgezõ vegyületei, és bejutnak a talajvízbe, a tavakba, a folyókba és a tengerekbe. A vízi életközösségekben megmérgezik a planktont, majd a táplálékláncon végighaladva a terület egész élõvilágát. Az emberi élelmiszerekbe is bekerülnek ezek az anyagok, tehát az emberek egészségét is veszélyeztetik. A savas esõk az épített környezetet is pusztítják. Oldják a mészkõbõl, fémbõl készült tárgyakat, építményeket. A vasutak, a hidak gyors rozsdásodása, a felüljárók és az utak károsodása pedig óriási gazdasági károkat okoz. A savas esõk pótolhatatlan veszteségeket okoznak a mûemlék épületekben és a köztéri szobrokban is (10. ábra). MIT TEHETSZ TE? A levegõszennyezés mérséklése tehát mindannyiunk közös ügye. A legfontosabb, hogy olyan ipari eljárásokat 102
kell kidolgozni és alkalmazni, amelyek kevesebb szenynyezõ anyag képzõdésével járnak. Az üzemekben olyan környezetvédelmi berendezéseket kell felszerelni, amelyek megakadályozzák a szennyezõ anyagok kijutását a légkörbe. Az egyes emberek is sokat tehetnek a levegõ tisztaságáért, ha például nem mindenhova járnak gépkocsival, hanem igénybe veszik a tömegközlekedési eszközöket. Takarékoskodnak az energiával: javítják lakásuk hõszigetelését, korszerûbb fûtõberendezéseket használnak stb. Csak olyan termékeket vásárolnak, amelyek nem tartalmaznak a légkört szennyezõ és károsító anyagokat (11. ábra). Nem égetik el a háztartásban keletkezett hulladékot, hanem gondoskodnak elszállításukról. Különösen igaz ez a gumira és a mûanyagokra, mert ezek égeté sekor az ózonréteget károsító, erõsen mérgezõ anyagok keletkeznek. 11. Környezetbarát termékeken az ózonréteg védelmére utaló jel RÖVID ÖSSZEFOGLALÁS Az emberi beavatkozás hatására a légkör összetétele gyorsan és nagymértékben változik. Az energiahordozók égetése és az erdõk irtása miatt folyamatosan nõ a levegõ szén-dioxid-tartalma, aminek következménye az üvegházhatás fokozódása. A légkör felmelegedése éghajlati változásokhoz, egyes területek sivatagosodásához, az ivóvíz mennyiségének csökkenéséhez, a sarki jégsapkák olvadásához, ezzel a tengerek vízszintjének emelkedéséhez vezethet. A levegõbe jutó szennyezõ anyagok egy része károsítja a légkör felsõ részén található ózonpajzsot. Az ózonpajzs elvékonyodása ózonlyukak kialakulásával jár. A megsérült ózonréteg sokkal több, az élõlények örökítõanyagát károsító ultraibolya sugárzást enged a Földre. Az energiahordozók elégetésekor a levegõbe jutó nitrogén- és kén-oxidok reakcióba lépnek a vízgõzzel, savakat képeznek, amelyek bekerülnek a felhõkbe. A szennyezett felhõkbõl hulló savas kémhatású csapadék károsítja az élõvilágot és az épített környezetet is. ÉRDEKESSÉG A szél nagy távolságokra elszállítja a savas csapadékot hozó felhõket. A környezeti kár a szennyezés he lyétõl több száz, akár 2000 kilométerre is jelentkezhet. A savas csapadék legnagyobb része a szárazföldek 5%-áról, Európa és Észak- Amerika iparvidékeirõl szár mazik. ÚJ FOGALMAK üvegházhatás fokozódása ultraibolya sugár - zás ózon ózonpajzs ózonlyuk savas esõk 103
KÉRDÉSEK, FELADATOK ➊ Mi jellemzõ a légkör összetételére? Válaszodhoz használd az 1. táblázatot! ➋ Hogyan alakul ki az üvegházhatás? Elemezd a 2. ábrát! ➌ Milyen gázok játsszák a legfontosabb szerepet az üvegházhatás kialakulásában? ➍ Mi az üvegházhatás jelentõsége a földi élet szempontjából? ➎ Mi okozza az üvegházhatás növekedését? ➏ Milyen következményei lehetnek az üvegházhatás fokozódásának? ➐ Hogyan károsítja az élõlényeket a Nap ultraibolya sugárzása? ➑ Milyen átalakulások játszódnak le a légkör felsõ részében az ultraibolya sugarak hatására? ➒ Hol található az ózonpajzs? Válaszodban segít az 5. ábra. ➓ Mi okozza az ózonpajzs elvékonyodását? 11 Miért különösen veszélyesek a hûtõgépekben használt klór- és fluortartalmú anyagok? 12 Milyen szabályokat kell betartani napozás közben? 13 Hogyan alakulnak ki a savas esõk, és mi a következményük? Elemezd a 8. ábrát! 14 Mit tehetünk a levegõszennyezés mérséklése érdekében? Készíts plakátot a levegô védelme érdekében! 104