Happosateita

Johdanto

Ihminen syytää jatkuvasti mitä erilaisimpia kaasuja Maan ilmakehään; tahallisesti ja tahattomasti, suoranaisesti ja epäsuorasti. Muiden eliöiden tavoin myös me käytämme ilmakehän kaasuja hyväksi, mutta luonnollisen aineenvaihdunnan lisäksi ihminen päästää jatkuvasti ylimääräisiä ja jopa myrkyllisiä kaasuja taivaalle, esimerkiksi teollisuuden kautta. Kaasuista pyritään pääsemään eroon puhaltamalla ne ilmaan, laajalle alueelle, pois silmistä. Toisaalta teollisuus on usein alueellisesti keskittynyttä, mikä yleensä pitää huolen siitä että saastunutta ilmaa on lähinnä kyseisten alueiden ympäristössä. Vaikka luonnon kannalta olisi parempi pitää teollisuus harvana ja suurella alueella, tyypillisesti kaupalliset ja muut syyt johtavat suurien yhteisten teollisuusalueiden muodostumiseen.

Ilmansaasteet aiheuttavat ongelmia

Happamat laskeumat ovat eräs ilmansaasteiden aiheuttamista ongelmista. Hapan laskeuma voi esiintyä esimerkiksi sateena, sumuna tai savusumuna, ja kaikille on yhteistä niiden haitallisuus terveydelle ja luonnolle. Historia tuntee monta tapausta, joissa sitruunamehuakin happamampi kostea kaasupilvi on pysynyt suuressa kaupungissa päiviä -- tyynellä säällä ja otollisissa olosuhteissa (esimerkiksi inversiossa) näinkin voi käydä.

Tällä hetkellä ilmansaasteongelmat ovat levinneet jo laajalle. Useimmat liittyvät läheisesti teollisiin prosesseihin, tehtaiden päästöihin, maatalouteen, rakennusteollisuuteen, kasvaneeseen yksityisautoiluun ja niin edelleen. Ilmakehän kaasut voivat aiheuttaa ihmisille monia vaivoja; jatkuvasti saadaan enemmän todisteita saasteiden ja keuhkosairauksien yhteyksistä. Suuret osat Euroopasta ja Pohjois-Amerikasta sekä myös vähemmän teollistuneet maat kuten Kiina, Intia ja Etelä-Afrikka ovat jo kärsineet happamista laskeumista. Esimerkiksi rikkipäästöt ovat hyvin petollisia, koska ne voivat rikkihappona kulkeutua ilmakehässä pitkänkin matkan ennen kuin palaavat maahan happosateina ― usein vasta toisen valtion alueella.

Happosateet vahingoittavat kaikenlaista kasvillisuutta ennen kaikkea happamoittamalla maaperän kosteuden, jolloin kasvien ravinnonotto kärsii. Järvet happamoituvat, ja kalat kuolevat. Kivirakennukset sulavat hitaasti pois happamien sateiden vaikutuksesta tai värittyvät pahasti, ja esimerkiksi autojen maalipinta voi vaurioitua. Jos sade sattuu alueelle jossa maaperä on valmiiksi hyvin emäksistä, happamuus saattaa kylläkin jossakin määrin neutraloitua, mutta tällaisia seutuja on suhteellisen harvassa. Tutkijat ovat kehittelemässä tapaa happojen maaperävaikutusten arvioimiseen, jonka avulla voitaisiin nykyistä paremmin ennustaa happosateiden vaikutuksia tietyllä alueella.

Tuhoa taivaalta

Hapan sade on itse asiassa vain ilmakehän itsesuojelumekanismi, jossa pilvien vesipisarat absorboivat itseensä hiukkasia ja kaasumolekyylejä ilmasta. Tällä tavalla ilmakehä pyrkii poistamaan kaikenlaisia ilmaan tuotuja myrkkyjä, onnistuen siinä sitten paremmin tai huonommin. Ilmansaasteet voidaan jakaa kahteen osaan: primäärisiin saasteisiin joita saadaan suoraan ihmisen toiminnasta, ja sekundäärisiin saasteisiin jotka muodostuvat primäärisistä saasteista vasta ilmakehässä kemiallisten prosessien kautta. Auringonvalo, happi ja vesi ovat usein mukana erilaisissa reaktioissa, ja niitähän on runsaasti saatavilla. Syntyvillä hapoilla on huomattava korrosoiva vaikutus, ja tämä näkyy vuosikymmenien sijasta jo vuosien mittakaavassa.

Hapot voivat päätyä maan pinnalle kosteiden sadepisaroiden ja sumun lisäksi myös kuivana laskeumana. Esimerkiksi rikkihappo voi tiivistyä mikroskooppisiksi hiukkasiksi, joista osa putoaa maahan ja osan kasvillisuus saattaa absorboida suoraan ilmasta. Normaalisti kuivia laskeumia esiintyy lähellä saasteen aiheuttajaa, kun taas kosteiden laskeumien aiheuttajat saattavat matkata tuhansia kilometrejä ilmakehässä.

Myös luonnollisista prosesseista purkautuu saastuttavia aineita ilmaan, ja nekin aiheuttavat happosateita. Esimerkiksi tulivuorenpurkaukset nostavat tällaisia kaasuja ilmakehään, mutta ne kuitenkin toimivat aina pitkällä aikavälillä; ihmisen vastaava toiminta aiheuttaa luonnolle vaikeuksia, koska se tapahtuu liian nopeasti. Fossiilisten polttoaineiden käyttö, esimerkiksi hiilen polttaminen, vapauttaa jatkuvasti vaarallisia myrkkyjä ilmaan. öljynjalostamot ja yksityisautoilu ovat niinikään merkittäviä lähteitä. Suurimpia saastuttajamaita ovat entinen Neuvostoliitto, USA, Kiina, Puola, Saksa, Kanada ja Iso-Britannia. Esimerkiksi entinen NL tuottaa edelleen noin 60% kaikesta sähköstään fossiilisilla polttoaineilla, joten kaasupäästöt ovat väistämättömiä.

Mahdollisia puolustuskeinoja

Maanpinnalla virtaavan veden happamuus saattaa kuitenkin vähentyä sen saapuessa esimerkiksi järveen, jos vaan kemia on tietynlainen. Järvessä voi olla negatiivisesti varattuja ioneja erilaisista mineraaleista, jotka pystyvät neutraloimaan hapanta vettä. Lisäksi maaperän koostumus vaikuttaa huomattavasti: maan geologia voi joko auttaa happamuuden säätelyssä tai vaikuttaa tilannetta huonontavasti. Kovan veden alueilla on vedessä usein runsaasti mineraaleja, ja näillä seuduilla happamoituminen ei vaikuta niin helposti kuin pehmeän veden alueilla. Joillakin järvillä on siis toisia paremmat mahdollisuudet selvitä suuristakin happomääristä. Tämä puolustuskyky saattaa myös vaihdella vuodenajan mukaan. Monet järvet ja joet kärsivät erityisesti ajoittaisesta happamoitumisesta, jota esiintyy kun lyhyehkö pH-tason lasku sattuu samaan aikaan lumen sulamisen tai voimakkaan sateen kanssa. Tällöin voi sattua esimerkiksi suuren mittakaavan kalakuolemia.

On olemassa myös monia happamia järviä, joiden happamuuden ei uskota johtuvan varsinaisista happamista laskeumista. Sen sijaan orgaaniset kasvillisuuden hajotessa syntyvät orgaaniset hapot ja osittain myös ihmisen aiheuttamat, maanviljelyksiltä veteen päässeet lannoitteet ovat ilmeisesti syynä näiden vesialueiden pH-arvon laskemiseen.

Vesialueiden lisäksi myös metsät ja muut luonnonalueet ovat vaarassa kärsiä happamoitumisesta. Esimerkiksi entisessä Länsi-Saksassa happosateet ovat aiheuttaneet metsille mittavia tuhoja viimeisten vuosikymmenien aikana. Satelliittikuvien avulla voidaan helposti todeta, että maapallolla on suuria alueita kuolevaa metsää, ja todennäköisesti ilmiön aiheuttaja on juuri happosade.

Toistaiseksi ei ole täysin selvillä, minkälaiset kemialliset reaktiot itse asiassa aiheuttavat vaurioita maailman metsissä ja luonnossa. Ehkä pinnalla virtaava hapan vesi köyhdyttää maaperän ravinnevarastoja. Ehkä ravinteiden otossa tärkeät mikro-organismit kuolevat happamassa ympäristössä. Maaperän korkeat typpipitoisuudet ehkä vaikuttavat puille tärkeisiin symbioottisiin sienilajeihin. Hapan sade vaikuttaa puiden ja kasvien lehtiin, vaurioittaen kasvisoluja.

Toisaalta jotkut kasvilajit ovat sopeutuneet happamaan maaperään. Ne ovat kehittäneet kyvyn kerätä tarvitsemansa typen suoraan orgaanisista lähteistä, toisin kuin tavalliset kasvit, jotka tarvitsevat mikrobien "pureskelemaa" mineralisoitua typpeä.

Korjaavaa toimintaa suositellaan

Viimeisimmät tutkimukset ovat osoittaneet, että happaman alueen parantuminen on mahdollista, jos happamia laskeumia pystytään rajoittamaan. Nopeus riippuu ennen kaikkea alueen suojautumiskyvystä sekä sen tämänhetkisestä tilasta. Yleensä eniten happamoituneet järvet tulevat alussa parantumaan eniten, mutta täydellinen korjautuminen kestää kauemmin kuin muiden tapauksissa. Tällaiset alue-erot voidaan kartoittaa, jolloin nähdään eri seutujen tarpeet helposti. Erilaisten mallien avulla voidaan myös pyrkiä ennustamaan todennäköisiä tulevia trendejä.

Ehkä luonnollisin tapa yrittää parantaa happamia järviä on kiihdyttää biologista tuottavuutta fosfaattilannoitteen avulla. Tätä on kokeiltu käytännössäkin, ja tulokset ovat olleet melko positiivisia.

Lähde: Pickering & Owen: An introduction to global environmental issues, Routledge, 1997