A megtámadott légkör
Atmoszféránk jelenlegi szerkezete és összetétele évmilliók során jött létre. Kialakulásában jelentős szerepe volt a bioszférának. Az élőlények hozzájárultak az oxigén, a szén-dioxid és a nitrogén egyensúlyának kialakulásához, egyben alkalmazkodtak is a feltételekhez, és vélhetően nem lennének képesek jelentős változások elviselésére. A szennyező anyagok sok forrásból kerülhetnek a légkörbe. Közülük legjelentősebbek a közlekedés, az ipar, az energiatermelés (hőerőművek) és a háztartások. A levegőbe jutó szennyeződés nemcsak a kibocsátás helyén okozhat változásokat, hanem a szél távoli tájakra is elszállíthatja, miközben a légkör anyagaival különféle kémiai reakciókba léphet, amelyek veszélyes vegyületek kialakulásához vezethetnek. A szennyező anyagok végül leülepedéssel, vagy a csapadék révén ismét visszajutnak a felszínre, és különféle környezeti károkat okozhatnak. A levegő szennyezése ellen igazán hatékonyan a kibocsátóforrások megszüntetésével, illetve a kibocsátás mértékének csökkentésével lehet védekezni. Nagyon fontos, hogy megértsük, a légszennyezés ma már a Föld egészét érintő, globális környezeti probléma. A szennyeződés ugyanis nem korlátozódik a kibocsátás helyére, és nem csak a légkört veszélyezteti. A szennyező anyagok számára ugyanis nem léteznek országhatárok, sőt a magaslégkör áramlásaival távoli kontinensekre is eljuthatnak. Leülepedve, vagy a csapadékkal a felszínre jutva pedig szennyezik a talajt, a felszíni, és közvetve a felszín alatti vizeket. A szennyező anyagokat az itt élő növények és állatok felveszik és beépítik a szervezetükbe, így azok bekerülnek a táplálékláncba, ezen keresztül pedig magát az embert is veszélyeztetik. A légkörszennyezés folyamatai közül napjainkban leginkább az ózonpajzs elvékonyodása, a savas esők kialakulása, a fokozódó üvegházhatás és a légkör radioaktív szennyeződése áll az érdeklődés középpontjában.
A legelterjedtebb szennyezőanyagok
A közlekedés általában port, kormot, különféle szén-hidrogéneket és származékait, kén-dioxidot szén-oxidokat (CO, CO2,) juttat a levegőbe. A robbanómotorok közül a dízel-üzem kipufogógáza a magas nyomáson lezajló égés következtében nitrogén-oxidokban dús (NO, NO2,NOX). A gázolaj kéntartalma SO2 alakjában jelenik meg a kipufogógázokban. A benzin üzemű motorok kipufogógázai szén-monoxidot, benzingőzt, aldehideket, egyenes láncú és gyűrűs szén-hidrogéneket tartalmaznak. A repülőgépek levegőszennyező hatása is jelentős. Szennyező anyagaik: aldehidek, szén-oxidok, korom. Ez a hatás talajköze rétegeket csak részben érint (pl. részecskék ülepedése). A háztartási tüzelés, fűtés levegőszennyező hatásának fő oka a tökéletlen elégetés. Egységnyi tüzelőanyag mennyiség lényegesen több szennyezést okoz, ha kis tüzelőegységekben égetik el, mintha korszerű nagyüzemi kazánokban használnák fel. Szén használata esetén termelődik a legnagyobb mennyiségű legtöbb fajta szennyező anyag. Előnyösebb az olajtüzelés, míg a gáztüzelésnél szilárd szennyeződés gyakorlatilag nem keletkezik, nő viszont a nitrózus gázok emissziója. A légköri szilárd szennyeződések durva frakcióját ülepedő pornak, más néven szedimentumnak szokták nevezni. Vízben oldódó és vízben oldhatatlan, valamint szerves és szervetlen frakciókra szokták osztani. A hosszabb ideig lebegve maradó kisebb részecskék neve szálló por. Az elemi fluor sárgászöld, szúrós szagú, a levegőnél sűrűbb gáz. Valamennyi elem közül a legreakcióképesebb. Vízzel minden arányban elegyedik, képes az üveget oldani. A fluor és a hidrogén-fluorid az élő szervezetre igen veszélyes, nagyon agresszív méreg. A légkörbe az alumínium-kohászatban használatos folypát bomlása révén, üveggyárak és zománcművek tevékenysége során kerül. Műtrágyagyártás, tégla-és cserépégetés egyes esetekben ugyancsak fluort bocsát ki. A kén-dioxid színtelen, jellegzetesen szúrós szagú, köhögésre ingerlő gáz. Vízben nagyon jól oldódik azzal kénsavvá egyesül. A levegőnél nehezebb. Oxigénnel csak katalizátorok jelenlétében vegyül. Erélyes redukáló szer, a szerves festékek egy részét elszínteleníti. Napfény vagy katalizátor hatására a klórral szulfuril-kloriddá egyesül. Élő szervezetekre erősen mérgező hatású. Tisztán belélegezve fulladásos halált, néhány század százaléknyi mennyisége légzési nehézséggel járó mérgezési tüneteket okoz. Különösen érzékeny rá a növényzet. A légkörbe főleg nagy kéntartalmú szenek elégetése, kénsavgyártás, papírgyártás, kőolajipari technológiák során kerül. Kisebb mennyiségben olajtüzelésből, Diesel-motorok kipufogógázaiból is származik. nitrogén-monoxid színtelen, vízben kevéssé oldódó gáz. Nehezebb a levegőnél. Igen reakcióképes: a levegő oxigénjével nitrogén-dioxiddá alakul, mely folyamat a napsugárzás UV spektruma hatására különösen felgyorsul. Klórral nitrozil-kloridot alkot. A nitrogén-monoxidot a vér haemoglobinja megköti. Oxidálószer és víz jelenlétében salétromsavvá oxidálódik. Elemeiből igen magas hőmérsékleten, pl. villámláskor képződik. A nitrogén-dioxid vörösbarna színű gáz, a levegőnél nehezebb. Ugyancsak reakcióképes, vízben azonban rosszul oldódik. Erős oxidálószer. Nitrózus gázok a műtrágyagyártás, műanyaggyártás, valamint nagy nyomáson végbemenő égési folyamatok (Diesel-motorok) során keletkeznek és jutnak a légkörbe. Erősen mérgező hatásúak. Rekordszintet ért el a Föld légkörében az üvegházhatásért felelős egyik legdominánsabb gáz, a széndioxid. A széndioxid, amely részben a szén, a benzin és egyéb fosszilis üzem- és fűtőanyagok égése során keletkezik, megköti a Föld légkörében azt hőmennyiséget, amely különben onnan a világűrbe távozna. A huszadik században a globális hőmérséklet 0,6 Celsius fokkal emelkedett, és a kutatók ebben jelentős szerepet tulajdonítanak az üvegház-hatásnak. A légkörbe számos forrásból kerülhet; szén és széntartalmú anyagok égése, állatok, növények és mikroorganizmusok légzése során keletkezik. Jelentős mennyiségű szén-dioxid kerül a levegőbe a vulkanizmus során és a tengerek kötött szén-dioxidjából is.
A légköri szennyezés természetes okai
A földkéregben és a vízburokban lejátszódó természetes folyamatok bizonyos mértékben szintén módosítják a levegő összetételét és a szennyezőanyagok mennyiségét. A vulkánkitörések kénkibocsátással járnak, és finom porszemcséket juttatnak a légkörbe. Az óceánok és tengerek hullámzása következtében sószemcsék kerülnek az atmoszférába. Ezen természeti jelenségek egy része azonban csak időszakos szennyezőforrás, a légkörbe került anyagok pedig rövid időn belül leülepednek, kiválnak. Az ember hosszú ideig csupán a bioszféra egy tagja volt, aki alkalmazkodott a környezetéhez. A XIX. századtól azonban az egyre fejlettebb ipari-társadalmak termelőtevékenysége jelentős környezetmódosító, sőt környezetátalakító tényezővé vált. Ez a légkörszennyezés azonban nemcsak rövid ideig tartó, átmeneti jelenség, hanem egyre nagyobb mértékű és állandó beavatkozás a légkör bonyolult folyamatrendszerébe, amely hosszútávon a földi időjárási és éghajlati rendszer átalakulásához vezethet, és amelynek következményei ma még beláthatatlanok. A légszennyezésért elsősorban mi, emberek vagyunk felelősek, de nem szabad elhanyagolni a természetes eredetű szennyezést sem, mely adott körülmények között meghatározó és komolyan egészségkárosító is lehet. Gondoljunk csak a pollenek által kiváltott allergiára vagy egy-egy nagyobb vulkánkitörés következtében kialakuló komoly por és kéndioxid szennyezésre. A pollenekkel kapcsolatban fontos megjegyezni, hogy a különösen allergén polleneket termelő növények (például a parlagfű) robbanásszerű elterjedését az emberi tevékenység okozza. Ennél is fontosabb azonban a következő. Pollenek mindig is voltak a levegőben, most mégis sokkal több ember válik allergiássá, asztmássá, mint korábban, és számuk rohamosan nő. Az emberi tevékenységből (közlekedés, ipar, energiatermelés stb.) rendkívül sok olyan anyag kerül a levegőbe, amelyek korábban vagy egyáltalán nem voltak jelen, vagy csak a jelenleginél jóval kisebb mennyiségben. Ezek a szennyező anyagok rátapadnak a pollenek felületére, és magukat a polleneket is agresszívabbá, allergénebbé teszik. Másrészt a pollenekkel ezek a káros anyagok is bejutnak a szervezetünkbe. Egyes növények (például a parlagfű) pollenje önmagában is fokozottan allergén (allergiakeltő) lehet. Azonban a szennyezett levegő mindenfajta pollent módosíthat, az emberi egészségre károsabbá tehet. Tehát a növények, amelyek az ember egészségét óvják, és amelyek nélkül az ember nem létezhet, egyre inkább az ember ellenségeivé válnak. Ezt a folyamatot csak a légszennyezés, és különösen a gépjármű-közlekedésből származó káros anyagok nagymértékű csökkentésével lehet visszafordítani.
A légköri szennyezés emberi tényezői
Az alapvető folyamat, melynek során az antropogén szennyező anyagok a légkörbe kerülnek, nem más, mint a fosszilis üzemanyagok erőművekben, egyedi és távfűtésben, valamint a gépjármű közlekedésben való elégetése. Szennyező anyagokat bocsát ki az ipar és a mezőgazdaság is. Az emberi civilizáció kezdetén csak a tűzhelyekből származó füst volt az antropogén légszennyező forrás. Viszont a probléma fontossága fokozatosan növekedett. Már 1273-ban I. Edward, Anglia királya betiltotta a szén használatát Londonban, mert hatalmas légszennyezést okozott. A 20. században az ipar és a szolgáltatások dinamikus fejlődése számos intézményt és gyárat hozott létre a városi és ipari területeken. Ennek velejárója volt a lakosok, autók, épületek számának jelentős növekedése, melyek szintén oda összpontosultak. Különösen fontos a városokban a járműforgalom, ahol az utcák, utak sűrűsége sokkal nagyobb, mint a nem városi területeken. Sok fejlett ország városában a közlekedés a legfontosabb légszennyező forrás. Az összes, előbb említett paraméter rontja a városi életfeltételeket. Sőt, a városi levegőszennyezés hozzájárul a fokozódó üvegházhatás és globális felmelegedés problémájához. A városi területeken sok légszennyező forrás van (= kibocsátók), de a szennyezőanyag kibocsátás máshol is lezajlódik. A káros gázok és aeroszolok a szél által messzire elkerülhetnek a helyhez kötött kibocsátás helyszínétől. Ennek következtében, amikor a városi levegőminőséget mérjük, például egy adott anyag levegőbeli koncentrációját, emlékeznünk kell, hogy ez az imisszió eredménye, ami azt jelenti, hogy azok az anyagok, amelyeket adott helyen mérünk, lehet, hogy különböző forrásból és helyről származnak.
21. századi közoktatás - fejlesztés, koordináció (TÁMOP-3.1.1-08/1-2008-0002)
