UpravljanjeOtpadom

12

Uvod

Sumporni i azotovi oksidi su gasovi koji prirodno nastaju aktivnošću vulkana,

biološkom razgradnjom i od šumskih požara. Međutim, oni nastaju i

čovjekovim dejstvom. Urbanizacija i industrijalizacija uzrokuju zagađenje

vazduha što nastaje zbog upotrebe fosilnih goriva (ugalj, nafta) za grijanje

domaćinstava i radnih prostorija, za proizvodnju energije, za potrebe industrije i

transporta. Sve industrije, elektrane, većina prekookeanskih brodova koji se kao

izvorom energije koriste izgaranjem fosilnih goriva “proizvode” i u atmosferu

ispuštaju sumporne okside (najčešće sumpor-dioksid) i druge otrovne gasove

kao što su azotov oksid, azotov dioksid te ugljen monoksid i ugljen dioksid.

Nošeni vjetrom oni dopiru do velikih udaljenosti. Njihove teže čestice padaju

natrag na tlo, a lakše se čestice dižu u više slojeve atmosfere gdje reaguju sa

kapljicama vode u oblacima te padaju sa kišom, ponekad zbog uticaja vjetra i

vrlo daleko od izvora zagađivača. U reakciji zagađivača i kapljica vode nastaju

jako razrijeđene sulfatna i azotne kiselina. To su tzv. kisele kiše, ali kiseli su i

snijeg, oblaci i magla. Kisele kiše ne padaju uvijek u zemljama gdje nastaju

gasovi koji ih uzrokuju. Zbog toga onečišćenje prelazi državne granice. Najveći

su “proizvođači” kisele kiše zemlje Sjeverne Amerike i Europe. Tako je Velika

Britanija 1983. zakiselila oko dva milijuna tona kiše, od kojih je u njoj palo

samo 600.000 tona. Ostatak je odnio zapadni vjetar prema kontinentalnoj

Evropi, pogotovo u pravcu Skandinavije. Najdrastičnije primjere kiselih kiša

nalazimo u Europi u planinama Češke i Poljske gdje su oštećene velike šumske

površine.

.

1. Proces nastajanja kiselih kiša

Branko Lazić 8011/08 Seminarski rad: Kisele kiše

12

Prilikom procesa sagorijevanja nastaje sumpor-dioksid, azotovi oksidi i drugi

gasovi koji pospješuju nastajanje kiselina. Takvi slobodni nemetalni oksidi

oksidiraju u vlažnoj atmosferi sa vodenom parom u sumpornu i azotovu

kiselinu. Te materije, otopljene, nalaze se u zraku i zajedno sa padavinama

padaju na zemlju. S obzirom da ti proizvodi sagorijevanja nastaju u povećanoj

količini u gradovima i industrijskim zonama i pH vrijednost je većinom tamo

niža nego na selu. Pod pojmom azot-oksid (NOx) se objedinjuju dva spoja:

azot-monoksid (NO) i azot-dioksid (NO2). Ovi gasovi nastaju prije svega pri

sagorijevanju fosilnih goriva. Pri svakom sagorijevanju nastaju azot-oksidi kao

spoj azota iz vazduha i kiseonika. Pri većoj temperaturi sagorijevanja brže je

nastajanje azotovih oksida. Kod svakog procesa sagorijevanja prije svega

oslobađa se azot- monoksid koji kasnije u zraku oksidira u štetni azot-oksid.

Ukoliko se dnevna vrijednost koncentracije azot-dioksida u zraku nalazi preko

150|jg po m3 nastaju akutna oboljenja disajnih organa. Sumpor-dioksid je daleko

najštetnija supstanca u vazduhu. To je gas bez boje, ali jakog i neugodnog

mirisa koji kod ljudi, prije svega djeluje na disajne organe. Kako je u zimskim

mjesecima koncentracija sumpor-dioksida u zraku visoka, on zajedno sa

prašinom koja se nalazi u vazduhu čini smog. Sagorijevanjem fosilnih

zapaljivih supstanci atmosfera se zagađuje sumpor-dioksidom. On se pretvara u

sumpornu kiselinu i u spoju s vodom čini kiselu kišu, koja je jedan od glavnih

uzroka izumiranja šuma.

2. PH vrijednosti vode

PH vrijednost nam govori koliko je neka supstanca

lužnata ili kisela. Koristi se skala od 0 do 14, gdje je razina pH 7 neutralna (niti

kisela, niti lužnata), vrijednosti manje od 7 su rastuće kisele, a veće od 7 rastuće

lužnate. Raspodijela na skali je eksponencijalna, pa je tako neka supstanca sa


12

pH vrijednošću 4 deset puta kiselija od supstanci sa pH vrijednošću 5 i stotinu

puta kiselija od supstanci sa pH vrijednošću 6. Obična voda je pH neutralna

(pH=7.0). Kada miješamo neku hemikaliju sa vodom (uvijek treba lijevati

hemikaliju u vodu, ne obratno!), rezultat je mješavina koja je ili kisela ili

lužnata. Hemikalija koja je izrazito kisela ili lužnata nazivamo reaktivnom. Kiša

je prirodno kisela zbog prisustva ugljen-dioksida (CO2) u atmosferi, te joj pH

vrijednost iznosi 5.6-5.7. Kiša postaje sve kiselija, tj. njezina pH vrijednost sve

manja, što je više ugljenih, azotnih i sumpornih oksida u vazduhu.

3. Dejstvo sumpordioksida na vegetaciju

Sumpor je jedan od važnih hranjivih elemenata za biljke. On preko korijenovog

sistema u obliku sulfata dolazi do lišća, gdje se redukuje uz pomoć enzima i

koristi za izgradnju amino-kiselina. Postoje jasni dokazi da kada je zemljište

siromašno sumporom, tada sumpor iz atmosfere može nadoknaditi deficit.

Sumpor moće u biljke doci i neposredno preko lista. U slučaju sumpodioksida i

ozona glavni put djelovanja na biljne ćelije je preko otvorenih stoma na lišću

(uglavnom danju). Epidermalne ćelije su zaštićene voskastom kutikulom koja

predstavlja otpornu barijeru za većinu gasova. Ako je lišće vlažno, posebno

tokom noći ili u zimskom periodu, brzina depozicije sumpordioksida može biti

značajno uvećana, uprkos činjenici da su stome zatvorene. Ovo ima poseban

značaj za četinarsko drveće. Tokom dana pri povećanoj vlažnosti,

sumpordioksid djeluje tako da se stome još više otvaraju i pristup zagađujućim

gasovima je olakšan. Pošto su kod većine biljaka stome otvorene danju, u toku

dana je i najveće zahvatanje sumpordioksida iz atmosfere. U uslovima suše,

kada su stome manje otvorene da bi se spriječio gubitak vode, deppozicija

sumpordioksida je smanjena. Izgleda da su hloroplasti primarna mjesta na

kojima se izazivaju poremećaju prouzrokovani sumpordioksidom. Prema tome

uticaj na efikasnost fotosinteze treba da je osnovni efekat koji ovaj gas izaziva.

Dejstvo sumpordioksida na biljke je jasno u brojnim obješnjenim

publikacijama, u kojima se pominju jasni vidljivi simptomi kao što su hloroza,

nekroza, prevremeno opadanje lišća itd. Međutim, takođe je dokazano da i u

odsustvu vidljivih simptoma, sumpordioksid smanjuje prinos i rast biljaka.

Značajni efekti za vegetaciju mogu nastati ako je srednja godišnja koncentracija

sumpordioksida 0,03 ppmv, a za neorganske materijale 0,12 ppmv.


12

Pri izbacivanju velikih količina sumpordioksida ili kada nema mogućnosti

rasejavanja zagađujućih supstancija može doći do potpunog uništavanja svih

biljaka. U okolini zagađivača koji emituje oko 6000 tona sumpordioksida

dnevno površina u prečniku od 30 km lišena je u potpunosti biljnog pokrivača.

4. Najveći zagađivači vazduha

Rafinerije nafte u atmosferu ispustaju amonijak, različite organske kiseline,

sumporne okside, jedinjenja ugljovodonika. Veliki su zagađivači vazduha i

avioni koji ispuštaju mnogo azotovih oksida, a motorna vozila u atmosferu

ispuštaju velike količine ugljendioksida, ugljenmonoksida i azotove okside. Na

slici broj 2. prikazana je firma koja ispusta velike kolicine štetnih hemikalija u

vazduh.

Slika broj 2. Zagađivanje vazduha u rafinerijam

5. Suho i vlažno taloženje

Suho taloženje se odnosi na kisele plinove i čestice u vazduhu. Otprilike

polovina kiselog taloženja dolazi na Zemlju u suhom obliku. Vjetar tada te

čestice raznosi na kuće, automobile, zgrade, stabla, tj. na sve što nas okružuje.

Taj suhi talog najčešće ispere kiša i on završi u zemlji ili vodi. Vlažno

taloženje je ono koje je uopšte poznato kao kisela kiša. Uticaj na biljni i

životinjski svijet zavisi o mnogim stvarima, kao npr. :

kiselosti vode

hemijskom sastavu zemljišta

vrsti biljnog i životinjskog svijeta

Prema izvještaju Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada u 2000.

Godini onečišćenje vazduha štetnim gasovima nalazilo se unutar dopuštenih

granica. Potrebno je naglasiti da se zagađenost vazduha mijenja zavisno od


12

godišnjeg doba, atmosferski prilika i dobu dana. Mjerenja Državnog zavoda za

meteorologiju pokazuju da 60% sumpora dolazi iz susjednih industrijski

razvijenih zemalja. Uočljiv je znatan udio kiselih kiša i u urbanim i

industrijskim centrima i u ruralnim područjima. Kisele kiše i tzv. suho

taloženje kiselih supstanci zagađuju rijeke, potoke i jezera, štetno djeluju na

ribe i cijeli ekosistem vodenog staništa te na šume, usjeve i zemljište. Na slici

broj 3 prikazana je emisija i procesi suve i mokre depozicije.

Slika broj 3. Emisija i procesi suve i mokre depozicije

6. DEJSTVO KISELIH KIŠA

6.1.Dejstvo kiselih kiša na ljudsko zdravlje

Sumporni i azotni oksidi su opasni za ljudsko zdravlje. Kada se nađu u

atmosferi, vjetrovima mogu biti nošeni na ogromne udaljenosti. Udisanje

čestica otrovnih gasova dovodi do razvoja bolesti i prerane smrti npr. zbog

astme ili bronhitisa. Ispitivanja su pokazala kako se sve veći broj oboljelih ljudi

od raka i sve veći broj djece koja pate od astme može dovesti u vezu sa

zagađenjem vazduha.

6.2. Dejstvo kiselih kiša na šume i zemljište

Kisele kiše usporavaju rast svih usjeva i uopšte biljaka, te oštećuju šume.

Procjenjuje se da je 60% svih šuma oštećeno dejstvom kiselih kiša. Na zemlju

utiču tako što otapaju, npr. Kalcijum i magnezijum iz tankog sloja humusa koji

su potrebni biljkama za izgradnju njihovih stanica. Kiseline direktno oštećuju

korjenje stabla ili vodom dospijevaju u lišće ili iglice drveća, te oštećuju

njihova tkiva.Posljedica su mrlje smeđkaste boje. Tlo u određenoj mjeri može

neutralizirati kiseline iz kiše. To je vrlo važno svojstvo tla i od njega zavisi

koliko je oštećene biljke koje na njemu raste. Aluminijum je najrašireniji

element u zemljinoj kori i u njoj se nalazi u obliku različitih jedinjenja. Kada je


12

u takvom obliku, ne može se otopiti u vodi i štetiti biljkama i životinjama.

Međutim, kiselina iz kiselih kiša rastapa aluminijum iz tih jedinjenja i on tada

dolazi u podzemne vode. Isto vrijedi i za bakar i željezo. Šume u planinskim

predjelima su najugroženije, jer rastu na tankome tlu, imaju relativno niske

prosječne temperature, te ta područja obiluju padavinama, a i okružene su

kiselim oblacima i maglom. Obilježja bolesti koja se pojavljuju su jako

različita. Pojedini simptomi bolesti nastupaju nezavisno jedni o drugima i pri

tome mogu zavisno o regiji u kojoj se pojavljuju biti jako različiti. Kod

igličastog drveća su ustanovljena sljedeća oštećenja:

oštećenja iglica (požutjele iglice, opadanje iglica)

oštećenja pupoljaka i mladih klica

oštećenja kore

oštećenja drveta

anomalije rasta

oštećenja korjena

slabljenje otpornosti na mraz, infekcije, štetočine itd.

Stručnjaci su izračunali kako jedno stablo s površinom lišća od 150 m2 za 100

godina proizvede kiseonika koliko je čovjeku potrebno za 20 godina života.

Automobil, najveći zagađivač atmosfere, na relaciji od oko 400 km potroši

kiseonik koji bi čovjeku bio dovoljan za 75 godina njegova života. Zimzeleno

drveće posebno jela je više pogođeno dejstvom kiselih kiša, nego listopadno, od

kojih je najugroženiji hrast. Na slici broj 4. Prikazan je izgled stabala koja su

oštećena zbog kiselih kiša.

Slika broj 4. Ostecena stabla posle padavina kisele kiše

6.3.Dejstvo kiselih kiša na vodu


12

Najizrazitiji uticaj kiselih kiša je na vodi (bilo jezera, rijeke, mora ili okeani),

jer sva voda iz kiše mora negdje i završiti. Azotova i sumporna kiselina utiče na

sav život u vodama. Aluminijum i niska pH vrijednost vode smanjuju

reprodukcijsku sposobnost riba, dovodi do stresa koji dovodi do smanjenja

tjelesne mase riba, a kod ekstremnih pH razina kao kod Skandinavskog

primjera, mogu čak i ubiti ribu što rezultuje smanjenjem populacije i biološke

raznolikosti. Otpornost riba i životinja što žive u vodi je različita (npr. pastrmka

ne može živjeti u vodi sa pH ispod 5.5). Neke biljke i životinje mogu bolje

podnijeti kiseline u vodi od drugih. Uglavnom kod pH razine 5, većina ribljih

jajašca nikada se neće izleći, a ako se i izlegu, mlađe ribe su osjetljivije od

starijih. Tako u nekim kiselim jezerima kaskadno nestaju sve životinje, jer čim

nestane jedna vrsta, dolazi i do nestanka neke druge i naglog povećanja

populacije neke treće , koja će vjerojatno izumrijeti dok pojede svu hranu.

Azotne kiseline iz kiselih kiša uzrokuju smajnjenje razine kiseonika u vodi, a

posljedice su:

bujanje algi

narušavanje zdravlja riba i školjki

nestanak morske trave i koraljnih grebena

Još jedan štetan elemenat za ribe je hlor, koji je inače normalan sastojak zemlje

(u malim količinama), ali ako dođe u sredinu riba, može biti smrtonosan.

Kisela jezera su lijepa, jer su vidno čista i imaju sloj zelenih algi na dnu. Razlog

što su toliko naoko čista je u tome što je većina organizama koji vrše razgradnju

supstanci izumrla u toj vodi, pa sve ono što bi se u normalnom jezeru

razgrađivalo (lišće, mrtve životinje), u kiselom padne na dno i raspada se vrlo

sporo.

6.4. Dejstvo kiselih kiša na građevine i materijale

Kisele kiše i suho taloženje sumpora štetno utiče na mnoge materijale. Najčešće

su posljedice :

oksidacija metala (npr. bronce)

propadanja boje i kamena (npr. mramora).

Na primjer, samo autoindustrija u SAD-u troši godišnje 61 milijun dolara na

boje koje su otporne na kisele kiše. Dva osnovna tipa kamena su se koristila u

gradnji prije otkrića Portland cementa u 19. vijeku, a to su granit i vapnenac.


12

Poznato je da je šteta na građevinama od vapnenca mnogo manja od štete na

građevinama od granita, jer vapnenac neutralizuje kiselinu. Već vijekovima

mnogi stari kulturno-istorijski spomenici nepovratno gube svoj oblik zbog

kiselih kiša. Primjer je i kolosalni kip Budhe u Leshanu ( Kina ) slika broj 5.,

koji je ujedno i najveći kip sjedećeg Budhe na svijetu. Ta 71 metar visoka

skulptura stara 1 200 godina u pokrajini Sečuan dio je svjetske kulturne baštine

UNESCO-a.

Slika Broj 5. Kip Budhe u Leshanu ( Kina ), Pollution Damaged(Atina

7. Rješavanje problema kiselih kiša

Mnoge zemlje pokušavaju smanjiti emisiju sumpornih, azotnih i ugljenih oksida

u atmosferu. Ugradnja automobilskih katalizatora i "čisto" spaljivanje fosilnih

goriva najčešće se primjenjuju. "Čisto" spaljivanje fosilnih goriva koriste

elektroenergetski objekti u Švedskoj, a rezultat je smanjenje ispuštanja sumpora

u atmosferu za 80%. U Njemačkoj se u sumporni dim unosi vapnenac i kao

rezultat nastaje gips, koji se koristi u cestogradnji. Autokatalizatori nam pomažu

u smanjenju emisije gasova uzročnika kiselih kiša u atmosferu. Poznato je da

vozila s ugrađenim katalizatorima ispuštaju u atmosferu i do 90% manje

opasnih gasova od onih bez katalizatora, no potrebno je reći da kod njih dolazi

do ispuštanja nekih teških metala u vazduh. Svaki autokatalizator u sebi sadrži

oko 3 g platine koja se dobiva iz rudnika po čitavom svijetu. Zbog toga što se

platina ne dobiva u čistom obliku već u obliku jedinjenja, potrebno je vršiti

proces izdvajanja platine iz rude. Na primjer, firma platine u Norilsku (Rusija)

ispusti u atmosferu toliku količinu SO2 koja je približno jednaka 1/4

zapremnine ispušnih gasova koju eliminišu katalizatori proizvedeni u toj fabrici.

Ipak, budućnost autokatalizatora vidimo u njihovom recikliranju, tj. ponovnom

korištenju platine iz starih katalizatora u izgradnji novih. Zbog toga što je

prirodni proces obnavljanja rijeka i jezera vrlo spor, smišljena je metoda

dodavanja vapnenca u kiselu vodu da se podigne pH razina. Metoda se najviše


12

koristi u Norveškoj i Švedskoj, ali ne i šire jer je to vrlo skupa metoda i

potrebno ju je ponavljati relativno često da se pH razina ponovno ne spusti.

Dodavanje vapnenca je ipak samo kratkotrajno rješenje za specifična područja,

a ne regionalno ili globalno rješenje. Ovakve tehnologije podižu cijenu

proizvodnje, ali spašavaju šume, vode i vazduh, te živote ljudi i životinja.

Važno je reći da vrlo veliki dio cjelokupne svjetske emisije SO2 dolazi iz

termoelektrana koje kao pogonsko gorivo koriste ugalj. Smanjenje emisije SO2

moguće je :

korištenjem uglja sa manjim udjelom sumpora

pranjem uglja prije sagorijevanja

korištenjem različitih hemijskih sredstava

korištenjem prirodnog plina umjesto uglja

Pristup problemu trebao bi biti individualan, i svako treba rješavati onaj dio

problema na koji može uticati. U Sjedinjenim Američkim Državama vladina

institucija Enviromental Protection Agency (EPA) provodi program pod

nazivom Acid Rain Program (Program kiselih kiša). Cilj programa je postići

značajno poboljšanje u čistoći okoline i zdravlju ljudi pomoću smanjenja

emisije sumpornog dioksida (SO2) i azotnog oksida (NOx) u atmosferu.

8. Zakonske mjere u svijetu

Iako postoje naznake da mnoge europske zemlje odlučno nastoje smanjiti štetne

emisije, najveći zagađivač, SAD, i dalje se slabo odaziva. Konferencija o

klimatskim promjenama, održana 1997. godine u japanskom gradu Kyotu,

pokušala je postaviti pravno obvezujuća ograničenja emisije kako za

industrijalizirane, tako i za zemlje u razvoju. SAD su pokušale zadržati svoju

razinu emisije prijedlogom da se uvedu kvote, na temelju kojih bi zemlje mogle

ispustiti određene količine onečišćujućih supstanci ili takvo svoje pravo prodati

drugim zemljama. Takvi su prijedlozi naišli na oštru kritiku ekologa koji na sve

zemlje vrše pritisak da smanje emisiju.


12

9. ZAKLJUCAK

Mnoge zemlje pokušavaju smanjiti emisiju sumpornih, azotnih i ugljenih oksida

u atmosferu. Ugradnja automobilskih katalizatora i "čisto" spaljivanje fosilnih

goriva najčešce se primjenjuju. "Čisto" spaljivanje fosilnih goriva koriste

elektroenergetski objekti u Švedskoj, a rezultat je smanjenje ispuštanja sumpora

u atmosferu za 80%. U Njemackoj se u sumporni dim unosi vapnenac i kao

rezultat nastaje gips, koji se koristi u cestogradnji. Autokatalizatori nam pomažu

u smanjenju emisije gasova uzročnika kiselih kiša u atmosferi. Poznato je da

vozila s ugrađenim katalizatoroma ispuštaju u atmosferu i do 90% manje

opasnih gasova od onih bez katalizatora, međutim kod njih dolazi do ispuštanja

teških metala u vazduh. Svaki autokatalizator u sebi sadrži oko 3 g platine koja

se dobiva iz rudnika po citavom svijetu. Zbog toga što se platina takoder ne

javlja u cistom obliku vec u obliku jedinjenja, potrebno je vršiti proces

izdvajanja platine iz rude sto dovodi takođe do zagađenja vazduha. Iz razloga

što je prirodni proces obnavljanja rijeka i jezera vrlo spor, smišljena je metoda

dodavanja vapnenca u kiselu vodu da se podigne pH vrijednost. Metoda se

najviše koristi u Norveškoj i Švedskoj, ali ne i šire jer je to vrlo skupa metoda i

potrebno ju je ponavljati relativno cesto da se pH vrijednost ponovno ne spusti.

Dodavanje vapnenca je ipak samo kratkotrajno rješenje za specificna podrucja,

a ne regionalno ili globalno rješenje. Ovakve tehnologije podižu cijenu

proizvodnje, ali spašavaju šume, vode i zrak, te živote ljudi i životinja. U

Sjedinjenim Americkim Državama vladina institucija Enviromental Protection

Agency (EPA) provodi program pod nazivom Acid Rain Program (Program

kiselih kiša). Cilj programa je postici znacajno poboljšanje u čistoći okoline i

zdravlja ljudi pomocu smanjenja emisije sumpornog dioksida (SO2) i azotnih

oksida (NOx) u atmosferu.


12

10. LITERATURA

1. dr Ljiljana Vukić, Upravljanje otpadom (interni material), Banja Luka,

2011.

2. R.Šećerov-Sokolović,S.Sokolović, inženjerstvo u zaštiti okoline, Novi

Sad 2002.

3. "Kisela kiša", iz časopisa Drvo znanja, br. 17., 1998.

4. http://www.hkz.hr

5. www/ekologija.com

6. www/wikipedija.com


http://www.hkz.hr/

UpravljanjeOtpadom

Documents

Transcript of UpravljanjeOtpadom