Kajky Hostivice

 

OVZDUŠÍ

Zálesácké listy

 

 

 

Vzduch je jednou ze základních podmínek života. Bez vzduchu, který má vhodné složení, nemůžeme žít. Současné složení vzduchu se vyvinulo dlouhodobým vývojem. Například v době, kdy vznikla Země, nenacházel se v jejím ovzduší (atmosféře) žádný kyslík. Ten se vytvořil až činností zelených rostlin, které žily nejprve v moři. Teprve při určitém množství kyslíku vznikla ochranná ozonová vrstva, která umožnila vznik života na souši. Člověk dnes svojí činností významně ovlivňuje veškeré složky Země, tedy i ovzduší. O ovzduší a o tom, jak ho člověk znečišťuje a co to může způsobit, by měl vědět každý člověk, který se zajímá o ochranu životního prostředí. Proto jsou základní znalosti o ovzduší podmínkou ke splnění Zálesáka.

 

Složení suchého vzduchu

 

Suchý vzduch obsahuje 78 % dusíku, 21 % kyslíku a asi 1 % vzácných plynů.

Dusík je plyn, který ke svému životu v této formě nevyužijeme. Dusík, který potřebujeme na tvorbu bílkovin, získáváme z potravy.

Kyslík má zcela zásadní význam pro náš život. Když dýcháme, rozkládáme organické (ústrojné) látky - potravu. K tomu potřebujeme kyslík, který přeměňujeme na kysličník uhličitý a vydechujeme. Rostliny naopak dokáží využít sluneční záření, aby z kysličníku uhličitého a vody vytvořily své tělo a kyslík. Kyslík a kysličník uhličitý jsou tak v neustálém koloběhu, který nesmí být narušen.

Množství kysličníku (oxidu) uhličitého je jen nepatrné, asi 0,03 %, ale přesto má tento plyn významný vliv na život na Zemi - je zásobárno u uhlíku pro stavbu těl všech živých organismů a přispívá ke skleníkovému efektu. Dříve než začaly rostliny vyrábět z kysličníku uhličitého kyslík a organickou hmotu (která se během milionů let přeměnila na tzv. fosilní paliva - uhlí, ropu a zemní plyn), bývalo kysličníku uhličitého v ovzduší více.

 

Vodní pára ve vzduchu

 

Když necháte misku plnou vody stát na vzduchu, po čase zjistíte, že voda zmizela – vypařila se. Naopak když jedete v zimě ve vytopeném vlaku, kde je hodně lidí (kteří vydechují vodní páru), začne se na oknech srážet voda. Je zřejmé, že voda může přecházet mezi kapalným a plynným skupenstvím. (Může samozřejmě tvořit i pevné skupenství - led nebo sníh, ale to není podstatné pro náš problém.) Ve vzájemných přeměnách existuje jistá rovnováha: pokud je ve vzduchu málo vodní páry, voda se vypařuje. Pokud je ve vzduchu více vody než by odpovídalo rovnováze, začne se srážet - prší nebo se orosí okna. Pokud se voda nevypařuje ani nesráží, je voda v kapalině se svou parou v rovnováze a množství vodní páry ve vzduchu nazýváme rovnovážná vlhkost. Tato rovnovážná vlhkost závisí na teplotě. Čím je vyšší teplota, tím více vodní páry může vzduch pojmout a tím vyšší je rovnovážná vlhkost.

Ve vzduchu ale nebývá tolik páry, kolik odpovídá rovnovážné vlhkosti. Proto se na přístrojích měřících počasí můžete setkat s měřením relativní vlhkosti. Toto číslo udává, jak moc je vzduch nasycen vodní párou. Pokud je relativní vlhkost 0 %, ve vzduchu není žádná vodní pára. Pokud by ale relativní vlhkost byla 100 %, ve vzduchu je rovnovážná vlhkost - žádná další voda už se při dané teplotě neodpaří. Při relativní vlhkosti 50 % obsahuje vzduch polovinu rovnovážné vlhkosti.

V ovzduší probíhají děje, které přispívají ke koloběhu vody. Pojednávají o nich zálesácké listy o vodě.

 

Škodliviny v ovzduší

 

Člověk při své práci (výrobě, topení apod.) „vyrábí“ látky, které se dostávají do vzduchu, poškozují přírodu a ničí zdraví lidí. Škodliviny, které vypouštíme z komína, se nazývají emise. Mluvíme např. o emisi škodlivin z výfukových plynů nebo o emisi kysličníku uhličitého ze spalovny. Emise se v ovzduší rozptylují a přeměňují. Tyto rozptýlené škodliviny nazýváme imise. Zatímco emise označuje vypouštěné látky, imise jsou přímo látky, které škodí. Z televize nebo z novin určitě znáte tzv. imisní limity. Jsou to hodnoty škodlivin, které by v ovzduší neměly být překročeny. Ve velkých městech a v průmyslových oblastech se znečištění ovzduší pravidelně měří. Pokud jsou překročeny imisní limity (ve vzduchu je hodně škodlivin), vznikla smogová situace (slovo smog je anglická zkratka, která znamená „mlha z kouře“). Úřady při smogu omezují provoz v závodech, kde se spaluje hodně uhlí a mohou i zastavit automobilovou dopravu, která silně znečišťuje ovzduší. Smogová situace vzniká hlavně při špatných rozptylových podmínkách

Proč se u velkých uhelných elektráren a u tepláren staví vysoké komíny? Vítr vypuštěné škodliviny (emise) rozfouká, aby škodili (jako imise) na jiném místě než je zdroj znečišťování. Vlivem znečištěného ovzduší zahynuly lesy například v Krušných horách. Říká se, že naše škodliviny ničí i lesy v severní Evropě - až tam je odnáší vítr.

 

Ve vzduchu se nacházejí nejrůznější znečišťující látky. Jako mladý ochránce přírody bys měl mít základní přehled o nejdůležitějších škodlivinách. Některé znáš i z televizních předpovědí počasí.

Prach jsou malé pevné částečky rozptýlené ve vzduchu. Ve velkém množství se uvolňuje z tepelných elektráren, které nemají odlučovače popílku. Vyšší obsah prachu ztěžuje dýchání.

Kysličník (oxid) siřičitý (SO2) vzniká zejména spalováním nekvalitního severočeského uhlí, které obsahuje hodně síry. Kysličník siřičitý je příčinou kyselých dešťů. Navíc je to plyn, který způsobuje kašlání a poškozuje plíce.

Kysličníky (oxidy) dusíku (souhrnně označované NOx) vznikají při spalování za vysokých teplot. Dusík se do těchto látek nedostává z paliva, ale ze vzduchu, kde je ho dostatek. Hlavním zdrojem kysličníků dusíku je dnes automobilová doprava. NOx jsou hlavní příčinou smogových situací vyhlašovaných v Praze v posledních letech.

Přízemní ozon (O3) vzniká při ostrém slunečním záření za přítomnosti některých látek ze špatně spáleného benzínu. Zatímco ozon v ozonosféře pohlcuje ultrafialové záření a chrání tak život na Zemi, přízemní ozon poškozuje významně dýchací ústrojí.

Těkavé organické uhlovodíky (anglická zkratka VOC) jsou látky, které se do ovzduší dostaly například odpařením benzínu nebo ředidel. Další organické látky se do vzduchu dostávají nedokonalým spalováním v motorech. Některé tyto látky (například toluen a benzen) mají prokazatelně rakovinotvorné účinky. VOC přispívají k tvorbě přízemního ozonu.

Oxid uhelnatý (CO) vzniká nedokonalým spalováním. Je bezbarvý a bez zápachu. Velmi snadno (snadněji než kyslík) se váže na hemoglobin, součást krvinek, která rozvádí po těle kyslík. Můžeme se tak udusit, i když je ve vzduchu dostatek kyslíku. Proto je nebezpečné například nechat běžet motor auta v uzavřené garáži.

Dioxiny a furany vznikají při spalování plastů obsahujících chlor (např. PVC) za nízkých teplot. Nízkou teplotou se myslí i teplota běžných domácích kamen. Dioxiny a furany jsou rakovinotvorné látky, které navíc způsobují těžko se hojící loupání kůže. Proto je nebezpečné spalování odpadků doma v kamnech.

V ovzduší se samozřejmě mohou vyskytnout i další nepříjemné plyny, například čpavek (amoniak) z chladících okruhů v továrnách nebo chlor používaný při úpravě vody. Únik těchto plynů však může být způsoben havárií, běžně se tyto látky do vzduchu nedostávají.

 

Kyselý déšť

 

Hlavní příčinou tzv. kyselých dešťů je přítomnost velkého množství kysličníku siřičitého v ovzduší. Do vzduchu se kysličník siřičitý dostává spalováním nekvalitního uhlí. Na elektrárnách se buduje odsíření, ale při topení uhlím doma se spaliny nečistí. Kysličník siřičitý se může ve vzduchu přeměňovat na kysličník sírový, který s vodou tvoří kyselinu sírovou. Následný déšť je potom velmi kyselý a poškozuje stavby i porosty. Vlivem znečištěného ovzduší a kyselých dešťů zahynuly lesy v Krušných a Jizerských horách i jinde. Kyselé deště způsobují okyselování půd, čímž se zhoršují jejich vlastnosti. Okyselování se nevyhnulo ani málo postiženým oblastem jako je například Šumava. Vlivem dešťů se okyselila voda ve všech šumavských jezerech tak, že v nich nemohou přežít žádné ryby.

 

Ozonová díra

 

Ve vyšších vrstvách atmosféry se nachází tzv. ozonosféra, která obsahuje ozon, málo obvyklou formu kyslíku. Ozon umí zachycovat ultrafialové záření, které je nebezpečné životu na souši.

Existují ale látky, které dokáží ozon rozložit na „obyčejný“ kyslík. Pokud by jedna částice (molekula) takového plynu rozložila jednu částice (molekulu) ozonu, ten by se po čase opět doplnil. Jedna molekula chloru, která vznikne z látek zvaných freony, ale dokáže rozložit 1000 až 10000 molekul ozonu, než se sama rozpadne. Dochází tak k tomu, že ochranná ozonová vrstva ubývá, vzniká tzv. ozonová díra. Ozonová díra se poprvé objevila nad Antarktidou (jižním pólem), ale teď už je ozonová vrstva oslabena nad celým světem. I pokud by se látky poškozující ozonovou vrstvu přestaly ihned vyrábět, ozonová vrstva se vrátí do původního stavu až za desítky let - tak dlouho bude trvat, než všechny freony vystoupají až do ozonové vrstvy a rozpadnou se.

Jak můžeme pomoci ozonové vrstvě? Nebudeme používat žádné výrobky, které obsahují freony a podobné látky. Jsou to různé spreje, které nemají mechanický pohon. Dále freony obsahují starší ledničky, kde se používaly jako nosič chladu. Omezení výroby látek poškozujících ozonovou vrstvu je předmětem mezinárodních dohod i našeho zákona.

 

Skleníkový efekt

 

Pokud na skleník svítí sluníčko, zvýší se uvnitř teplota. Podobně pracuje i zemská atmosféra, pokud obsahuje plyny, které jsou schopny zachytit tepelné záření ze země a odrazit je zpět. Tento jev se nazývá skleníkový efekt. Mezi skleníkové plyny patří voda, methan a kysličník uhličitý.

Voda (H2O) se na skleníkovém efektu podílí asi ze 67 %. V atmosféře však byla vždy.

Methan (CH4) je plyn, který vzniká při rozkladu organických látek bez přístupu vzduchu. Je obsažen například v důlním plynu (způsobuje výbuchy v dolech), bahenním plynu (bludičky v rašeliništích) a v bioplynu (vzniká např. na čistírnách odpadních vod nebo ve skládkách), ale hlavním zdrojem jsou rýžová pole, kde se po sklizení rýže rozkládají zbytku rostlin pod vodou. Methan má dvanáctkrát silnější vliv na skleníkový efekt než kysličník uhličitý.

Kysličník uhličitý (CO2) bývá ze skleníkových plynů nejznámější. Jeho množství v atmosféře se totiž neustále zvyšuje, protože je konečným „výrobkem“ při spalování všech fosilních paliv (uhlí, ropy i zemního plynu). Pokud bychom spalovali jen to, co vyroste např. v lese, spálený CO2 by se v dalším roce opět přeměnil na rostliny. Protože však spalujeme paliva, ve kterých je uhlík vázán desítky milionů let, množství CO2 v ovzduší se zvyšuje.

Pokud se nepodaří omezit „výrobu“ skleníkových plynů, hrozí oteplení planety, které by bylo spojeno s proměnlivým počasím. Mohlo by dojít k roztátí ledovců na pólech a stoupla by hladina oceánů. Zatopila by se tak i mnohá velkoměsta.

Nepodaří se, aby jednotlivec odvrátil riziko skleníkového efektu. Musíš však o něm vědět a žít tak, abys sám ke skleníkovému efektu tolik nepřispíval. Můžeš pomoci tím, že budeš topit jen tam, kde je to nutné a přednostně využiješ dřevo, které je obnovitelnou surovinou. (Pokud by všichni chtěli topit dřevem, za chvíli bychom žádné neměli, protože spotřebováváme víc energie než se stačí ve dřevu nastřádat.)

 

Ovzduší a počasí

 

V atmosféře (ovzduší) se odehrává řada dějů, které označujeme jako počasí:

Pokud je ve vzduchu více vodní páry než odpovídá rovnovážnému stavu, začne pršet.

Na místech, která jsou hodně zahřívána slunečním zářením, se ohřívá vzduch. Teplejší vzduch je lehčí a stoupá vzhůru. Tím, že se na místo stoupajícího teplého vzduchu tlačí studený, vzniká vítr.

V předpovědi počasí jsi určitě slyšel o studené a teplé frontě. Při studené frontě se studený vzduch podsouvá pod teplý. Ten je vytlačován nahoru a ochlazováním se z něj uvolňují srážky. Studená fronta postupuje rychleji a doprovázejí ji krátkodobé, ale vydatnější srážky.

Teplá fronta vzniká v případě, že teplý vzduch začne nasouvat po hraně na studený vzduch. Když se teplý vzduch vystoupá dostatečně vysoko, ochladí se a začne z něj pršet. Deště vzniklé teplou frontou jsou slabší, ale trvají déle.