Elôzô rész

A kémiai elemek mennyisége Földünkön megközelítõleg állandó. Azonban az egyes régiókban - atmoszféra, hidroszféra, litoszféra, biomassza, technoszféra - való eloszlásuk, még inkább az egyes régiók között kialakuló anyagtranszport sebessége természeti folyamatok és antropogén beavatkozás következtében rövid és hosszú távon egyaránt változik.

Egy kémiai elem biogeokémiai körforgásán a következõket értjük: az adott elem milyen mennyiségben, koncentrációban és vegyület (részecskefajta) formájában van jelen az egyes elõfordulási helyeken (rezervoár); milyen mértékû az egyes rezervoárok közötti anyagtranszport, melyek azok a kémiai, biológiai és fizikai mechanizmusok, amelyek az anyagtranszportot szabályozzák; bemutatja azokat a környezeti változásokat, amelyeket a természeti vagy antropogén anyagtranszport hoz létre; vázolja az elõzõek hatására a természetben létrejövõ szabályozó (kiegyenlítõ) mechanizmusokat.

A különbözõ elemek körforgását a kémiai reakciók összekapcsolják, s az emberi tevékenység többé-kevésbé valamennyit befolyásolja. Az emberi beavatkozás mértékét az ún. technofilitási index adja meg, amely adott elem antropogén úton mobilizált éves mennyiségét a Clarke-féle számhoz - az elem átlagos koncentrációja a földkéregben - viszonyítja.

Az elemek biogeokémiai körforgásának biológiai, kémiai, fizikai és technológiai tényezõi a következõk:

Biológiai tényezõk:

az elem részaránya a biomassza átlagos összetételében,
redoxisajátsága a biológiai rendszerekben,
a bioakkumuláció, illetve a biomagnifikáció mértéke,
az elem és vegyületeinek mérgezõ hatása.

Kémiai tényezõk:

az elem redoxisajátsága az élettelen környezetben,
fotokémiai folyamatok lejátszódásának lehetõsége,
a vegyületek stabilitása és képzõdési feltételei,
komplexképzési hajlam, disszociáció, illetve asszociáció vizes közegben,
a legfontosabb vegyületek adszorpciós, illetve ioncsere-képessége,
a leggyakoribb vegyületek oldhatósága.

Fizikai tényezõk:

az elem gyakorisága a földkéregben,
az elem és vegyületeinek illékonysága,
a különbözõ fázisok közötti megoszlás,
a biológiai és az abiotikus rendszerekben lejátszódó anyagmozgás mértéke.

Technológiai tényezõk:

a globális igény, továbbá az elõállított mennyiség,
a kitermelés, gyártás és átalakítás alapvetõ folyamatainak technológiai jellemzõi,
az alkalmazás jellegzetes formái.

Az anyagtranszport általános sémáját a 3. ábra mutatja be.

Az ökológiai rendszerekben lejátszódó kémiai történések általános felvázolását követõen vizsgáljuk meg adott ökológiai rendszer egy jellegzetes környezeti problémakörének kémiai vonatkozásait. Legyen a kiszemelt ökológiai rendszer határa éppen a Magyar Köztársaság országhatára. Bár a környezetterhelõ anyagok nem ismernek határokat, mégis az iménti feltételezés nem abszurd, hiszen a környezeti gondok megszüntetése ma még - függetlenül a közös, nemzetközi erõfeszítésektõl - alapvetõen az országhatárokon belüli törekvések és szándékok függvénye.

A 4., 5., 6., 7., és 8. ábra a kén-dioxid, a nitrogén-oxidok, a szén-monoxid, a nem metán szerves vegyületek és a szilárd anyagok kibocsátásának trendjét mutatja be Magyarországon (kilotonna/év) 1980 és 1994. között, a források feltüntetésével. (KTM, Környezeti Elemek Védelmének Fõosztálya). A kén-dioxid kibocsátást tekintve a hõerõmûvek, az ipar és a lakossági fûtés a meghatározó, a nitrogén-oxidok fõ kibocsátója a közlekedés és a hõerõmûvek, a szén-monoxid elsõsorban a közlekedésbõl és ipari technológiákból származik, a nem metán szerves vegyületek kibocsátásáért a közlekedés és az oldószerhasználat a felelõs, s végül az utóbbi évekre jelentõsen csökkent szilárd anyag kibocsátást elsõsorban az ipari tevékenység és a lakossági fûtés rovására írhatjuk.

Ezek hát a források, és most vizsgáljuk meg, hogy az atmoszférába jutó szennyezõanyagok számára mely kémiai folyamatok jelentik a "nyelõt", azaz mi lesz a kibocsátott anyagok sorsa.

Néhány idevágó részlet bemutatása elõtt azonban szükséges, hogy felvázoljuk az atmoszférába jutó szennyezõanyagok mozgásának általános sémáját (9. ábra). A kibocsátást követõ anyagmozgás - mint látható - a szféra transzportfolyamataitól illetve a diffúziótól függ. A kémiai átalakulás lehetõségét feltételezve száraz vagy nedves kiülepedés révén a szennyezõanyag a hidroszférába illetve a talajba jut vissza.

A kén-dioxid átalakulása, mint látható (10. ábra) gázfázisban és vizes fázisban egyaránt kénsav- illetve szulfátképzõdéshez vezet. A gázfázisú oxidáció a hidroxil-, illetve a hidro-peroxi-gyök, az oldott állapotú kén-dioxidot tekintve pedig a hidrogén-peroxid révén következik be.

Következô rész
Vissza a tudományos ülés programjához