(Microsoft Word - Seminarski rad - Uvo\360enje IPPC-a u RH.doc)1KISELE KIE2SADRAJ1Uvod22Proces nastajanja 43PH vrijednosti54Utjecaj kiselih kia64.1Utjecaj kiselih kiana ljudsko zdravlje 64.2Utjecaj kiselih kiana ume i tlo 84.3 Utjecaj kiselih kia2na vodu 11114.4Utjecaj kiselih kiana graevine145Hrvatska i kiselekie176Rjeavanjeproblema kiselih kia187Literatura 201. UvodKisela kia je padalina koja je zagaena sumpornim i duinim oksidima, amonijakom i drugim kemijskim spojevima.Ljudsko djelovanje prouzroilo je neravnoteu u omjeru plinova u atmosferi to je uzrok kia sa snienom pH vrijednou koje nazivamo kiselim kiama. PH vrijednost normalne kinice iznosi otprilike 5.5, dok vrijednost kisele kie iznosi u prosjeku 4 do 4.5., to je otprilike 40 puta vea koliina kiselina u odnosu na obinu kinicu.Pojava koju promatramo zove se kiselo taloenje i javlja se u dva oblika:-suhom-vlanomSuho taloenje ini otprilike polovinu taloenja koje dolazi na Zemlju, a odnosi se na kisele plinove i estice u zraku koje vjetar raznosi na sve to nas okruuje. Taj suhi talog najee ispere kia i on zavri u zemlji ili vodi.Vlano taloenje je ono koje je ve poznato kao kisela kia i ima veliki uinak na biljni i ivotinjski svijet. Neki od vanih faktora su:-kiselost vode-kemijski sastav tla-vrasta biljnog i ivotinjskog svijetaIspitivanja pokazuju da ugljini(najee CO,COn), duini (najee NO,NOn) i sumporni (najee SO,SOn) oksidi u kemijskim reakcijama sa vodom iz atmosfere stvaraju ugljinu, duinu i najopasniju sumpornu kiselinu, a one snose najveu odgovornost za kiselost kie, snijega ili magle.Najvei zagaivai zraka su rafinerije nafte koje u atmosferu otputaju amonijak, razliite organske kiseline, sumporne okside, spojeve ugljikovodika. Veliki su zagaivai zraka i nadzvuni avioni koji otputaju mnogo duikova oksida, takoer i motorna vozila u atmosferu otputaju velike koliine ugljinog dioksida, ugljinog monoksida i duikove okside, tu su naravno i druge velike tvornice, termoelektrane i sl.Navedeni izvori su samo neki od glavnih zagaivaa neposredno zraka, a posredno i vode i zemlje, svega neophodnog ovjeku za ivot.Moemo i spomenuti da neki tetni plinovi nastaju i prirodnim putem naprimjer aktivnou vulkana, biolokom razgradnjom, te umskim poarima, no te su koliine vrlo male u odnosu na one koje izravno proizvodi ovjek.tete nastale djelovanjem kiselih kia obino nastaju sasvim daleko od stvarnih tetnih izvora. Brojna istraivanja su dokazala tetnost visokih dimnjaka koji isputajui dim visoko u atmosferu prenose problem iz jednog mjesta na drugo, a nikako ga ne rjeavaju. Prorauni pokazuju da je ak 96% taloenja nitrata i sulfata na podruju Gorskog kotara rezultat regionalnog (Istra i Hrvatsko primorje), odnosno prekograninog (Italija) donosa duika i sumpora. Visoki dimnjak TE"Plomin 2" rastereuje Labinsko podruje, ali optereuje Gorski kotar. Isto rade i brojni visoki dimnjaci u Italiji, a takoer kao primjer moemo navesti i problem Norveke kojoj Velika Britanija zagauje zrak vie nego ona sama.2. Proces nastajanjaPrilikom procesa sagorijevanja nastaju sumporov dioksid, duikovi oksidi i drugi plinovi koji pospjeuju nastajanje kiselina.Takvi slobodni nemetalni oksidi oksidiraju u vlanoj atmosferi sa vodenom parom u sumpornu i duinu kiselinu.Te tvari se otopljene nalaze u zraku i zajedno sa padalinama padaju na zemlju.S obzirom da ti proizvodi sagorijevanja nastaju u poveanoj koliini u gradovima i industrijskim zonama i pH vrijednost je veinom tamo nia nego na selu.Pod pojmom duik-oksid (NOx) se objedinjuju dva spoja: duikov monoksid (NO) I duikov dioksid (NO2). Ovi plinovi nastaju prije svega pri sagorijevanju fosilnih goriva. Pri svakom sagorijevanju nastaju duik-oksidi kao spoj duika iz zraka i kisika. Pri veoj temperaturi sagorijevanja bre je nastajanje duikova oksida.Kod svakog procesa sagorijevanja se prije svega oslobaa duikov monoksid koji kasnije u zraku oksidira u tetni duik-oksid. Iz duikova dioksida se u reakciji sa vlagom stvara duina kiselina koja je odgovorna za treinu nastanka kisele kie.Ukoliko se dnevna vrijednost koncentracije duik-dioksida u zraku nalazi preko 150|jg po m3 nastaju akutna oboljenja dinih organa.Sumporov dioksid je daleko najtetnija tvar u zraku. To je plin bez boje, ali jakog i neugodnog mirisa koji kod ljudi, prije svega djeluje na dine organe. Kako je u zimskim mjesecima koncentracija sumporovog dioksida u zraku visoka, on zajedno sa prainom koja se nalazi u zraku ini smog.Sagorijevanjem fosilnih zapaljivih tvari se atmosfera jako zagauje sumporovim dioksidom. On se pretvara u sumpornu kiselinu i u spoju s vodom ini kiselu kiu, koja je jedan od glavnih uzroka izumiranja uma.3. PH vrijednostiPH vrijednost nam govori koliko je neka tvar lunata ili kisela. Koristi se skala od 0 do 14, gdje je razina pH 7 neutralna (niti kisela, niti lunata), vrijednosti manje od 7 su rastue kisele, a vee od 7 rastue lunate. Raspodijela na skali je eksponencijalna, pa je tako neka tvar sa pH vrijednou 4 deset puta kiselija od tvari sa pH vrijednou 5 i stotinu puta kiselija od tvari sa pH vrijednou 6.Obina voda je pH neutralna (pH=7.0). Kada mijeamo neku kemikaliju sa vodom (zapamtite, uvijek treba lijevati kemikaliju u vodu, ne obratno!), rezultat je mjeavina koja je ili kisela ili lunata. Npr., ocat i limunov sok su kiseli, a deterdenti za pranje rublja su lunati. Kemikalija koja je izrazito kisela ili lunata nazivamo reaktivnom.Kia je prirodno kisela zbog prisustva ugljinog dioksida (CO2) u atmosferi, te joj pH vrijednost iznosi 5.6-5.7. Kia postaje sve kiselija, tj. njezina pH vrijednost sve manja, to je vie ugljinih, duinih i sumpornih oksida u zraku. Ukoliko se dogodi da pokisnemo na kiseloj kii ili se okupamo u jezeru koje je kiselo, nita nam nee biti. Gdje su onda prave opasnosti za nas i okolinu?4. Utjecaj kiselih kia4.1. Utjecaj kiselih kia na ljudsko zdravljeSumporni i duini oksidi su opasni za ljudsko zdravlje. Kada se nau u atmosferi, vjetrovima mogu biti noeni na ogromne udaljenosti. Udisanje estica otrovnih plinova dovodi do razvoja bolesti i prerane smrti npr. zbog astme ili bronhitisa. Ispitivanja su pokazala kako se sve vei broj oboljelih ljudi od raka i sve vei broj djece koja pate od astme moe dovesti u vezu sa zagaenjem zraka."Dok kod stanovnika zemalja EU razina smrtnosti od raka stalno opada, kod stanovnika Primorsko-goranske upanije (PG) i cijele Hrvatske stalno i strmo raste, pri emu je smrtnost od raka u PG via od dravne s tendencijom daljnje divergencije.Obrat trenda kod smrtnosti od raka u zemljama EU, dokaz je da postoji mogunost intervencije u smislu prevencije i promocije zdravlja, kao najuinkovitije strategije zbrinjavanja ovog javnozdravstvenog problema".Prema statistikim podacima o mortalitetu od raka i podacima Odjela socijalne medicine Zavoda za javno zdravstvo Primorsko-goranske upanije (www.zzjzpgz.hr), standardizirana stopa umrlih od novotvorina (rak) izgleda ovako:4.2. Utjecaj kiselih kia na ume i tloKisele kie usporavaju rast svih usjeva i openito biljaka, te oteuju ume. Procjenjuje se da je 60% svih uma oteeno djelovanjem kiselih kia. Na tlo utjeu tako to otapaju, npr. kalcij i magnezij iz tankog sloja humusa koji su potrebni biljkama za izgradnju njihovih stanica.Kiseline izravno oteuju korjenje stabla ili vodom dospijevaju u lie ili iglice drvea, te oteuju njihova tkiva.Posljedica su mrlje smekaste boje.Tlo u odreenoj mjeri moe neutralizirati kiseline iz kie (buffering capacity). To je vrlo vano svojstvo tla i o njemu ovisi koliko je oteeno bilje koje na njemu raste.Aluminij je najraireniji element u zemljinoj kori i u njoj se nalazi u obliku razliitih spojeva.Kada je u takvom obliku, ne moe se otopiti u vodi i tetiti biljkama i ivotinjama. No kiselina iz kiselih kia rastapa aluminij iz tih spojeva i on tada dolazi u podzemne vode. Isto vrijedi i za bakar i eljezo.ume u planinskim predjelima su najugroenije, jer rastu na tankome tlu, imaju relativno niske prosjene temperature, te ta podruja obiluju padalinama, a i okruene su kiselim oblacima i maglom. Obiljeja bolesti koja se pojavljuju su jako razliita.Pojedini simptomi bolesti nastupaju neovisno jedni o drugima i pri tome mogu ovisno o regiji u kojoj se pojavljuju biti jako razliiti. Kod igliastog drvea su ustanovljena sljedea oteenja:-oteenja iglica (poutjele iglice, opadanje iglica)-oteenja pupoljaka i mladih klica-oteenja kore-oteenja drveta-anomalije rasta-oteenja korjena-slabljenje otpornosti na mraz, infekcije, tetoine itd.Strunjaci su izraunali kako jedno stablo s povrinom lia od 150 m2 za 100 godina proizvede kisika koliko je ovjeku potrebno za 20 godina ivota.Automobil, najvei zagaiva atmosfere, na relaciji od oko 400 km potroi kisik koji bi ovjeku bio dovoljan za 75 godina njegova ivota.Zimzeleno drvee posebice jela je vie pogoeno djelovanjem kiselih kia, nego listopadno, od kojih je najugroeniji hrast. Istraivanja u Hrvatskoj krajem 80-tih godina (znanstvenici umarskog fakulteta Sveuilita u Zagrebu dr. Branimir Prpi i dr. Zvonimir Seletkovi) pokazala su da je u Hrvatskoj:-zdravo 74% stabala-slabo oteeno 18% stabala-srednje i jako oteeno 8% stabala.Oteenost stabala po vrstama je sljedea:etinjae u Hrvatskoj oteene su vie od 55%, a listae neto manje od 23%. 4.3. Utjecaj kiselih kia na voduNajizrazitiji utjecaj kiselih kia je na vodi (bilo jezera, rijeke, mora ili oceani), jer sva voda iz kie mora negdje i zavriti.Veina Rijeka i jezera ima pH vrijednost izmeu 6 i 8, to je vrlo veliki raspon. Pod utjecajem kiselih kia pH vrijednost pada, pa tako npr. Little Echo Pond u Franklinu (New York) ima pH vrijednost 4.2, to je gotovo 100 puta kiselije od najkiselijeg prirodnog jezera! Takoer se u Skandinavskim jezerima pojavila pH vrijednost vode 3, to dovodi do izumiranja mikroorganizama i biljki i na kraju cijelog eko sustava.Duina i sumporna kiselina utjeu na sav ivot u vodama. U tlu ostvaruju oslobaanje aluminija koji je otrovan za sve ivotinje u vodi. Aluminij i niska pH vrijednost vode smanjuju reprodukcijsku sposobnost riba, dovodi do stresa kojidovodi do smanjenja tjelesne mase riba, a kod ekstremnih pH razina kao kod Skandinavskog primjera, mogu ak i ubiti ribu to rezultira smanjenjem populacije i bioloke raznolikosti.Otpornost riba i ivotinja to ive u vodi je razliita to nam i pokazuje sljedei primjer:(ivotinje redom: pastrva, brancin, grge, aba, salamander, koljke, slatkovodni rak, pu i vodencvijet)(npr. pastrva ne moe ivjeti u vodi sa pH ispod 5.5)Neke biljke i ivotinje mogu bolje podnijeti kiseline u vodi od drugih. Uglavnom kod pH razine 5, veina ribljih jajaca nikada se nee izlei, a ako se i izlegu, mlae ribe su osjetljivije od starijih. Tako u nekim kiselim jezerima kaskadno nestaju sve ivotinje, jer im nestane jedna vrsta, dolazi i do nestanka neke druge i naglog poveanja populacije neke tree , koja e vjerojatno izumrijeti dok pojede svu hranu, makar moe tolerirati nie pH vrijednosti vode.Duine kiseline iz kiselih kia uzrokuju smajnjenje razine kisika u vodi, a posljedice su:-bujanje algi-naruavanje zdravlja riba i koljaka -nestanak morske trave i koraljnih grebenaJo jedan tetan elemenat za ribe je klor, koji je inae normalan sastojak zemlje (u malim koliinama), ali ako doe u okoli riba, moe biti smrtonosan.Na slijedeim forografijama prikazane su zdrava pastrva i pastrva koja je ivjela u kiselom jezeru:Kisela jezera su oaravajue lijepa, jer su kristalno ista i imaju sloj zelenih algi na dnu. Razlog to su toliko naoko ista je u tome to je veina organizama koji vre razgradnju tvari mrtva, pa sve ono to bi se u normalnom jezeru razgraivalo (lie, mrtve ivotinje), u kiselom padne na dno i raspada se vrlo polako.124.4. Utjecaj kiselih kia na graevine i materijaleKisele kie i suho taloenje sumpora tetno utjee na mnoge materijale. Najee su posljedice :14-hranja metala (npr. bronce)-propadanja boje i kamena (npr. mramora, vapnenca i pjeenjaka).Na primjer, samo autoindustrija u SAD-u troi godinje 61 milijun dolara na boje koje su otporne na kisele kie.Dva osnovna tipa kamena su se koristila u gradnji prije otkria Portland cementa u 19. stoljeu, a to su granit i vapnenac. Poznato je da je teta na graevinama od vapnenca mnogo manja od tete na graevinama od granita, jer vapnenac neutralizira kiselinu.Ve desetljeima mnogi stari kulturno-povijesni spomenici nepovratno gube svoj oblik, gubei bitku sa kiselim kiama.Primjer je i kolosalni kip Budhe u Leshanu ( Kina ), koji je ujedno i najvei kip sjedeeg Budhe na svijetu. Ta 71 metar visoka skulptura stara 1 200 godina u pokrajini Seuan dio je svjetske kulturne batine UNESCO-a. Ovaj kip, kao i mnoge druge diljem svijeta, potrebno je zatititi od propadanja kako bi mogli ostati ouvani za narataje koji dolaze.Skulptura na jednom dvorcu u Westphaliji u Njemakoj slikana 1908.g. i 1968.g. :Razorni uinci dugotrajnih kiselih kia vidljivi su na sljedeim fotografijama. Kip Budhe u Leshanu :Chicago Tribune Building, Chicago, Illinois :15175. Hrvatska i kisele kieCrni snijeg, pH vrijednosti kao i ocat, pao je u kotskoj 1984. godine. U prosincu 1952. godine London je 5 dana bio zavijen smogom ( "Great London Smog"). Preko 4 tisue ljudi je umrlo, a jo mnogo tisua ljudi doivjelo pogoranje u bolestima srca ili bronhitisu. A smog je samo nagomilavanje produkata izgaranja koji zbog magle ili hladnog zraka ne mogu otii u vis.U Hrvatskoj stanje nije tako alarmantno, ali je zabrinjavajue. 60% sumpornog dioksida (SO2) u Hrvatsku dolazi zranim putem iz bliskih industrijski razvijenijih zemalja, prema podacima Dravnog zavoda za meteorologiju. Prema analizama sustavnog praenja kakvoe oborina Dravnog hidrometeorolokog zavoda uoljiv je znaajan udio kiselih kia i u urbanim i industrijskim sreditima i u ruralnim podrujima.Rezultati istraivanja kakvoe oborina u 1996. godini pokazali su znatno vei udio kiselih kia u RH u odnosu na 1994. i 1995. godinu, te najeu pojavu jako kiselih kia (pH od 3 do 4). U 1996. godini pojava jako kiselih kia zabiljeena je 71 put, u 1995. g. 28 puta, a u 1994. g. zabiljeena su samo tri sluaja. U 1996. g. najvei udio kiselih kia izmjeren je :6. Rjeavanje problema kiselih kiaMnoge zemlje pokuavaju smanjiti emisiju sumpornih, duinih i ugljinih oksida u atmosferu. Ugradnja automobilskih katalizatora i "isto" spaljivanje fosilnih goriva najee se primjenjuju. "isto" spaljivanje fosilnih goriva koriste elektroenergetski objekti u vedskoj, a rezultat je smanjenje isputanja sumpora u atmosferu za 80%. U Njemakoj se u sumporni dim unosi vapnenac i kao rezultat nastaje gips, koji se koristi u cestogradnji.Autokatalizatori nam pomau u naporima za smanjenje emisije plinova uzronika kiselih kia u atmosferu. Poznato je da vozila s ugraenim katalizatorima isputaju u atmosferu i do 90% manje opasnih plinova od onih bez katalizatora, no potrebno je rei da kod njih dolazi do isputanja tekih metala (platina, paladij, rodij) u zrak. Svaki autokatalizator u sebi sadri oko 3 g platine koja se dobiva iz rudnika po itavom svijetu. Zbog toga to se platina takoer u zemljinoj kori ne javlja u istom obliku ve u obliku spojeva, potrebno je vriti proces izdvajanja platine iz rudae. Na primjer, tvornica platine u Norilsku (Rusija) ispusti u atmosferu toliku koliinu SO2 koja je priblino jednaka 1/4 zapremnine ispunih plinova koju eliminiraju katalizatori proizvedeni u toj tvornici. Ipak, budunost autokatalizatora vidimo u njihovom recikliranju, tj. ponovnom koritenju platine iz starih katalizatora u izgradnji novih.Zbog toga to je prirodni proces obnavljanja rijeka i jezera vrlo polagan, smiljena je metoda dodavanja vapnenca u kiselu vodu da se podigne pH razina. Metoda se najvie koristi u Norvekoj i vedskoj, ali ne i ire jer je to vrlo skupa metoda i potrebno ju je ponavljati relativno esto da pH razina ponovno ne spusti. Dodavanje vapnenca je ipak samo kratkotrajno rjeenje za specifina podruja, a ne regionalno ili globalno rjeenje.Ovakve tehnologije podiu cijenu proizvodnje, ali spaavaju ume, vode i zrak, te ivote ljudi i ivotinja.Bitno je rei da vrlo veliki dio sveukupne svjetske emisije SO2 dolazi iz termoelektrana koje kao pogonsko gorivo koriste ugljen. Smanjenje emisije SO2 mogue je :-koritenjem ugljena sa manjim udjelom sumpora-pranjem ugljena prije sagorijevanja-koritenjem razliitih kemijskih sredstava-koritenjem prirodnog plina umjesto ugljenaPristup problemu trebao bi biti individualan, i svatko treba rjeavati onaj dio problema na koji moe utjecati. Svatko moe dati svoj mali doprinos smanjenju emisije SO2 u atmosferu tedei elektrinu energiju na sljedei nain :-iskljuiti grijaa tijela, svjetla i druge elektrine ureaje kada nisu potrebni-koristiti elektrine ureaje koji su energetski uinkoviti-koristiti dobru termiku zatitu za kue i radne prostore-koristiti javni prijevoz kada god je to mogue-kupovati vozila sa malom emisijom NOx, te ih valjano odravati-uvijek biti dobro obavijeten kako moe pomoi pri smanjenju emisije SOx, NOx i COxU Sjedinjenim Amerikim Dravama vladina institucija Enviromental Protection Agency (EPA) provodi program pod nazivom Acid Rain Program (Program kiselih kia). Cilj programa je postii znaajno poboljanje u istoi okolia i zdravlju ljudi pomou smanjenja emisije sumpornog dioksida (SO2) i duinih oksida (NOx) u atmosferu.Neke od koritenih web stranicaUnited States Enviromental Protection Agency : http://www.epa.gov Enviromental Agency : http://www.environment-agency.gov.uk The University of Birmingham : http://www.bham.ac.uk Healthepic : http://www.healthepic.com/index.asp Hrvatsko Slovo : http://www.hkz.hr/Hrvatsko slovo Ecophotos : http://www.ecophotos.com Internet essays : http://www.instant-essays.com Internet pretraiva : http://www.google.comOstale stranice :-http://pubs.usgs.gov/gip/acidrain/ -http://skole.posluh.hr/matulji/bio prakticni zad.htm -http://www.geocities.com/vegetarijanstvo/5 amonijak.html -http://archive.1september.ru/eng/2000/no31 1 .htmhttp://www.doc.mmu.ac.uk/aric/eae/Acid Rain/Older/Chimneys and Stack s.html-http://enviropedia.org.uk/Acid Rain/Industrial Emission Controls -http://www.pluggedin.org/what is acid rain.html -http://www.avivalasvegas.com/Pages/acidrain2.htm -http://library.thinkquest.org/26026/Environmental Problems/acid rain.htmlhttp://www.doc.mmu.ac.uk/aric/eae/Acid Rain/Older/Acid Rain Introducti on.html