A légkör szennyezése egyidős az ember megjelenésével. Amióta valamelyik ősünk megszelídítette a tüzet, azóta az emberiség folyamatosan juttatja az égéstermékeket a levegőbe. Ezt természetesen kezdetben csekély mértékű volt, ám az emberek számának növekedésével és a technika fejlődésével egyre jelentősebbé vált. Angliában például a légszennyezés már közel 800 éves kérdés. Amikor Eleanor királynő 1257-ben meglátogatta a nottinghami kastélyt, a kellemetlen szagú, szén-füsttel teli levegő miatt inkább átköltözött a Tutbury kastélyba. John Evelyn 1684 januárjában a következőket írta:
"Londonban a hideg levegő megakadályozza, hogy a füst felszálljon, ezért a kormos füst úgy beborítja a várost, hogy alig lehet átlátni az utca túloldalára. A füst az emberek tüdejét durva szén-szemcsékkel tölti meg, ez gátolja a tüdő működését, ezért mindenki nehezen lélegzik."

A szennyezés mértéke az ipari forradalom idején jelentősen megugrott. Az 1700-as évektől kezdve Nagy-Britanniában egyre nagyobb mennyiségű kőszenet használtak fel, égettek el, ami az ipari térségekben és a nagyobb városokban szmogot okozott. Kémények alkalmazásával is csak lokálisan lehet megoldani a problémát, a szennyezést távolabbra juttani. Így lehetséges, hogy savas esők pusztítanak Skandináviában, jóllehet ott nincsenek erősen szennyező gyárak. Viszont az Angliában létrejött szennyezőanyagok egészen odáig eljutnak és ott okoznak károkat.

Légszennyezés Észak-Olaszországban. Megfigyelhető a vízszennyezés mérétke is. (A Terra 2005.03.17-ei felvétele, 250 méteres felbontásban. ) (1,3 MB)

A légkör szennyezettségének egy-egy területen való mérését jól kiegészítik a műholdas űrfelvételek, amik segítségével képet alkothatunk azok eloszlásáról is. A légkör összetevőinek meghatározása a légkörön átjutó, illetve visszaverődő sugárzás mérésén alapszik. A műholdak mérhetik a napfényt, ami szétszóródik a lebegő molekuláin, vagy a felhőkön (1). Infravörös spektrométerrel mérni lehet a hosszú hullámhosszú, közvetlen a földfelszínről érkező sugárzást (2). Bizonyos napállásokban a Nap a légkörön érintőlegesen átsugároz, és így a sugárzás közvetlenül a műhold érzékelőjébe érkezik (3). A szögtől függően az ilyen módon áthaladó sugárzás révén a légkör különböző részeiről különböző magasságokban lehet információkat szerezni.

A műholdas mérések különböző módjai. vázlat: Elmar Uherek

A gázok sugárzásának spektruma.	A különböző gázok által elnyelt sugárzási tartomány.

Az ózonkoncentráció alakulása.

Az ózon az oxigén háromatomos formája, amikor három oxigénatom kapcsolódik egymáshoz. A kétatomos állapothoz képest kevésbé stabil és reaktívabb, más szóval agresszív gáz. Szerepe ellentmondásos. Míg talajközelben nem kívánatos, káros, addig a magas légkörben kifejezetten hasznos. Ott, a sztratoszférában ugyanis elnyelik a nagy energiájú UV sugárzást, megakadályozva ezzel annak lejutását a Föld felszínére. A sugárzás felbontja az oxigén molekulában a két oxigén atom közötti O-O kötést. Az O atom reakcióba lép egy másik, molekuláris oxigénnel (és egy harmadik M molekulával) és ózont hoz létre. Ezt nevezzük ózon fotoszintézisnek. Hasonló módon, fotolízis révén az ózon szétbomlik, ha az ózon molekula O-O kötését felbontja a napfény. Ebben az esetben az oxigén atom másik ózon molekulával lép reakcióba, és két oxigén molekulát hoz létre.

Az oxigén három formája és stabilitása. A nyíl a növekvő reakcióképességet mutatja.

Ózon fotoszintézis - a napfény felbontja az oxigén molekulákat, ami ózon kialakulásához vezet	Ózon fotolízis - bomlás napfény hatására	Az ózon abszorpciója összehasonlítva más légköri összetevők abszorpciójával a napsugárzás UV tartományában. (forrás: átvéve: Chemie Didaktik Duisburgi Egyetemtől)

Ezzel szemben a felszín közelében az ózon egy reagens és ingerlő hatású gáz, ami károsítja az élő szöveteket. A sejtekben található molekulák kettős kötéseit oxidálja el. Ez főleg az élőlények tüdejében mutatkozik meg, hiszen a légcsere során a tüdő nagy felülete érintkezhet ózondús levegővel. Az ózonmérgezés következménye tüdőgyulladás, a tüdőkapacitás csökkenése, gyenge légzés. Ezért soha nem szabad sportolni, vagy kemény munkát végezni, ha az ózonszint magas.

	A tüdőnkben a léghólyagokat az ózon megtámadja

A guminak is kettős kötése van. Ha ózonban gazdag levegőnek tesszük ki...	... vékonyabbá és vékonyabbá válik, és végül a lufi kilyukad. Kísérlet: Inst. for chemical education - Univ. of Duisburg

A 70-es években a Brit Antarktiszi Vizsgáló Állomás kutatói már észlelték a felettük elterülő ózonpajzs vékonyodását. Állítólag, a mérések 1985-ben olyan alacsony értéket mutattak, hogy a tudósok nem hittek a műszereknek, és nem publikálták a drámai fejleményt, mielőtt az újrakalibrált eszközök ezt meg nem erősítették. Ekkor intenzív kutatás kezdődött az előidéző okok után és rájöttek, hogy az ózonlyukat a halogénezett szénhidrogének (CFC-k) okozzák, melyeket széles körben alkalmaztak hűtőközegként, oldószerként és aeroszol hatóanyagként. Ezek a gázok napsugárzás hatására felbomlanak, két szabad klorid gyököt létrehozva. Az így keletkezett gyökök azután katalizátorszerepet vállalnak az ózon elbontásában, miközben ők folyamatosan újratermelődnek. Ennek a reakciónak fontos feltétele, hogy csak alacsony (-80 °C) hőmérséklet és viszonylag erős sugárzás szükséges hozzá. Az Antarktisz fölött, ahol ez a jelenség a leginkább megfigyelhető, a tavaszi időszak (szeptember és október) alkalmas a kialakulására. A napsugarak ekkor már megvilágítják az Antarktiszt, elindítva az ózonbontó láncreakciót, amely egészen addig tart, amíg a jégben jelenlévő egyéb reagensek fel nem olvadnak és a klorid gyököket el nem távolítják.

Az ózonlyuk fejlődése az antarktiszi tavaszon 1998-ban. adatok: GOME	Az ózonlyuk a poláris örvényben az Antarktisz fölött, 1996 szeptember/október. átvéve: UKMO adataiból, publikálta: Brown University

Az ózonpajzs változása 1996 októberétől decemberig. (animáció mérete: 1,9 MB) ERS felvételek alapján

A nitrogén-oxidok koncentrációja.

A légkörben található nitrogén igen stabil, nem könnyű reakcióba vinni. Ehhez speciális körülmények kellenek, mint például néhány baktérium képes felbontani a kötéseit, vagy, ami lényegesebb, a hármas kötés hő hatására is felszakad. Ilyen magas hőmérséklet villámláskor keletkezhet, esetleg az égő biomassza legmelegebb lángjaiban, valamint például az autók motorjában. Jelentős még az ipar által okozott szennyezés is. A nitrogén-oxid (NO) és nitrogén-dioxid (NO₂) azután nitrát gyökké (NO₃) alakulnak, ami pedig a levegő nedvességtartalmával reakcióba lépve salétromsavvá (HNO₃) alakul. Hasonlóan, a légkörbe került ammónia (NH₃) is könnyen át tud alakulni salétromsavvá. Ez pedig a savas esők egyik fő alkotórésze. A savas eső megváltoztatják a talaj és a felszíni vizek kémhatását, azáltal kipusztulnak a halak a túl savassá váló vízben, elpusztítják a fákat, valamint rongálják a szobrokat és az épületeket. A savas eső és a savas hó (amely még károsabb lehet, mivel a teljes télen hullott savas csapadék rövid idő alatt olvad el, ráadásul épp tavasszal, amikor a növényzet kezd újjáéledni, és így érzékenyebb) főleg az iparosodott országok problémája.

Amerika és Európa nitrogén-dioxid kibocsátása.	Ázsia és Afrika nitrogén-dioxid kibocsátása.

Európa nitrogén-dioxid kibocsátási térképe (1,9 MB) Envisat felvételek

1993-ban a savas eső kockázata Európában. (Vörös szín a nagy, okker a közepes és citromsárga az alacsony kockázat.) forrás: UNEP GRID-Arendal	Elhalt erdő a nyugat karkonoszei területen (Szudéták)

A levegő szén-monoxid, a metán és aeroszol koncentrációjának megfigyelése.

Az emberiség technológiai fejlődése és mezőgazdasági tevékenysége világszerte egyre növekvő mértékű szennyezőanyag kibocsátást eredményez. Egyes szennyezőanyagok, mint például a lebegő aeroszolok az ember egészségét veszélyeztetik, míg például a szén-monoxidnak, az egészségkárosító hatásán túl, nagy szerepe van az üvegházhatás befolyásolásában. A lebegő hidrogén-oxid gyököket (OH) tartalmaz, melyek az üvegházhatást okozó gázokkal reagálva csökkentik azok számát (például a metán mennyisége csökkenne ily módon) A metán üvegházhatása 21-szer nagyobb, mint a szén-dioxidé. A szén-monoxid azonban reakcióba lépve a levegőben található szabad OH gyökökkel, szén-dioxiddá alakul, s ezáltal felhasználja azokat. Így kevesebb OH gyök jut az üvegházgázok lebontására. Ezen anyagok koncentráció-változásának szemmel tartása tehát nagy jelentőségű.

A Terra felvételei a Föld légkörének CO koncentrációjáról 2000 és 2004 között tavasszal...	.... nyáron...	... ősszel...	... és télen.

A Terra felvétele a levegőben szálló finom részecskékről és a CO koncentrációról 2003 májusában. A Csendes-óceán feletti nagy szén-aeroszol koncentráció okai a Szibériai erdőtüzek voltak.	Az Envisat matán-koncentráció mérése 2003 augusztusa és novembere között.

vissza a főoldalra

vissza a felhasználásokhoz

Források:
ESPERE Éghajlati Enciklopédia
Környezetszennyezés
A környezetszennyezés rövid története
Savas eső? Savas hó!
Antarctic Ozone
NASA's Terra Satellite Tracks Global Pollution
Measurement of Air Pollution from Satellites (MAPS) - understanding the chemistry of the atmosphere
First Global Map of Methane Emissions

Utolsó módosítás: 2005.05.10.