Kilingi-Nõmme Gümnaasium

Taavet Ollino

11.b klass

SADEMETE HAPPELISUS SAARDE VALLAS

LEISSAARES

Uurimistöö

Juhendaja geograafia õpetaja Elli Altin

Kilingi-Nõmme 2014

2

Sisukord

Sissejuhatus ......................................................................................................................3

1. Ülevaade happevihmadest, nende tekkest ja tagajärgedest...........................................4

1.1. Mis on happevihmad? ........................................................................................................ 4

1.2. Happevihmade teke ........................................................................................................... 5

1.3. Happevihmade tekke põhjused........................................................................................... 7 1.3.1. Väävliühendid ....................................................................................................................................... 7 1.3.2. Lämmastikühendid ............................................................................................................................... 8 1.3.3. Süsinikdioksiid ja süsinikoksiid.............................................................................................................. 9

1.4. Happevihmade tagajärjed ja keskkonnakahjustused ......................................................... 12 1.4.1. Metsad ja puud................................................................................................................................... 12 1.4.2. Veekogud ............................................................................................................................................ 14 1.4.3. Seened ................................................................................................................................................ 15 1.4.4. Samblikud ........................................................................................................................................... 16 1.4.5. Inimesed, inimese poolt tehtud materjalid ja hooned ....................................................................... 16 1.4.6. Põllukultuurid ..................................................................................................................................... 17 1.4.7.Autod ................................................................................................................................................... 17

2. Sademete happelisus Saarde vallas Leissaares ja võimalik seos tuulesuundadega ........18

2.1. Mõõtmiste metoodika...................................................................................................... 18

2.2. Sademete pH ajaperioodil juuli 2013 kuni veebruar 2014 .................................................. 20

2.3. Sademete happelisuse seos tuulesuundadega................................................................... 27

2.4. Uurimistulemuste kokkuvõte ja järeldused ....................................................................... 34

Kokkuvõte .......................................................................................................................35

Summary.........................................................................................................................36

Allikaloend......................................................................................................................37

Lisad ...............................................................................................................................38

3

Sissejuhatus

Üheks tõsisemaks globaalprobleemiks on õhusaaste ja sellega seotud happevihmad. Selle

uurimistöö teema on sademete happelisus Saarde vallas Leissaares. Kuna elan ise Saarde

vallas, siis tahan teada, milline on siinsete sademete happelisus ning kas esineb

happesademeid. Lisaks tahan teada, mis on happesademed ja millised on happesademete

tagajärjed.

Uurimistöö eesmärgiks on selgitada millised on Saarde valla sademete pH-väärtused ja kas

esineb happesademeid. Töös leiavad vastamist järgmised uurimisküsimused:

1. millised on sademete pH-väärtused vahemikus juuli 2013 kuni veebruar 2014;

2. kas sel ajavahemikul esineb happesademeid;

3. kas sademete pH on seotud tuule suunaga.

Uurimistöö referatiivne osa annab ülevaate happevihmade tekkest, tekke põhjustest ja mõjust

keskkonnale. Aluseks võtan Aksel Kooritsa ja Lembit Nei raamatu ``Sissejuhatus

keskkonnakeemiasse``. Lisaks kasutan referatiivse osa tegemiseks veel Norra Looduskaitse

Seltsi poolt välja antud raamatut ``Air pollution project Europe``. Internetiallikatest kasutan

ma töö tegemiseks National Geographics veebilehte, U.S. Environmental Protection Agency

veebilehte, National Atmospheric Deposition Program veebilehte, ning Chandler, D artiklit,

milles on kirjas happevihmade tagajärjed.

Uurimuslikus osas mõõdan ja analüüsin Saarde külas sadanud sademete happelisust

2013.aasta juulist kuni 2014.aasta veebruarini. Sademete happelisuse mõõtmiseks kasutan pH

mõõturit (Lisa 2.). Määran ka tuule suuna ja püüan leida seost sademete pH-ga.

Hüpoteesiks on see, et Saarde külas on vihmad nõrgalt happelised, ning happevihmu ei esine.

Ma tänan väga juhendajat, geograafia õpetajat Elli Altinit ja oma vanemaid, kes abistasid mind

uurimistöö koostamisel.

4

1. Ülevaade happevihmadest, nende tekkest ja tagajärgedest

Happevihm kirjeldab mis tahes liiki sademeid, millel on kõrge lämmastik- ja väävelhappe tase.

Happevihmad võivad esineda nii vihma, lume kui ka udu kujul, mis langevad maapinnale.

(National geographics; Happevihmad)

Mõiste happevihm muutus üldtuntuks terminiks 1980ndatel aastatel, mil kontrollimata

saastamist tööstustest ja mootorsõidukitest süüdistati keskkonna halvenemises ja saastes.

Teaduslikud tõendid on seostanud happevihmad kahanevate kalade ja metsloomade

populatsiooniga, kuivanud ja alanenud järvede ja hoovustega ning inimeste terviseriski

suurenemisega. (National Atmospheric Deposition Program; Happevihmad)

1.1. Mis on happevihmad?

Happevihmad on sademed vihma, lume, rahe, kaste või udu vormis, mis transpordivad väävli

ja lämmastiku keemilisi ühendeid kõrgelt atmosfäärist maapinnale. Vääveldioksiid ja

lämmastiku oksiidid on jääkproduktid kütuste põletamisest elektrijaamades, tehastes, ning

muudes tööstustes, samuti looduslikest allikatest. Eeltoodud kemikaalid reageerivad vee,

hapniku ja süsinikuga päikesevalguse toimel, moodustades väävlilisi ja lämmastikulisi

happeid, mis maapinnale jõudes muudavad selle keskkonna keemilist kooslust. Seoses

kasvava tootmisega on happevihmad jätkuvalt tõsine keskkonnaprobleem. (National

Atmospheric Deposition Program; Happevihmad)

Happevihmaks või happeliseks sademeks, nimetatakse vihma, mis sisaldab happeid.

Happevihm on palju happelisem kui tavaline vihm ning muudab vee ja maapinna järjest

happelisemaks. Kui happesus kerkib palju üle normaalse, võivad saada kahjustada puud,

kalad, taimed, loomad ja inimesed.

5

Vihma happelisuse määravad mitmed tegurid.

Kui suur kogus vääveldioksiidi ja lämmastikdioksiide pääseb nafta või kivisöe põletamisel

õhku.

Kui kaua eeltoodud gaasid õhus püsivad ja kui ulatuslikult nad reageerivad niiskusega.

Kui gaasid on õhus päevi, ilma et sajaks või nad kanduksid tuulega edasi, tekitavad nad

tunduvalt suurema happesuse. Kui aga vahepeal on veidi sadanud, siis on ka osa happesust

kadunud ning edaspidine vihm on vähem happeline. (Air pollution project Europe 1995; 11)

Happelisus on kõigis lahustes määratud pH skaalal nullist kuni neljateistkümneni. PH tasand

0 – 7 on käsitletud happelisena. PH tasand seitse on neutraalne. Tasandid üle seitsme on

aluselised. PH numbri alanedes happelisus suureneb.

PH skaala võib näida lihtsana, kuid vihma pH määramine on tunduvalt keerulisem. Kui vesi

satub õhku, tekib veel vastastikmõju süsinikdioksiidiga, mis suurendab vee happelisust läbi

süsihappe (H2CO3) moodustamise. Tänu sellele pH tase langeb. Vihma normaalseks

happelisuseks peetakse pH 5.6.

Vihma pH tasemed saavad muutuda ka väikeste distantside, väikese ajaga, ning isegi samade

sademete hulga puhul. Vihma pH taset võivad mõjutada nii aastaajad, kliima kui ka suur hulk

muid faktoreid. (National Atmospheric Deposition Program; Happevihmad)

1.2. Happevihmade teke

Happevihmade tekke põhjuseks on atmosfääri saaste. Et selgitada, kuidas atmosfääri saaste on

seotud happevihmadega, tuleb selgeks teha, mida kujutab endast atmosfäär. Atmosfäär on

planeeti ümbritsev gaasikiht. See pöörleb ja tiirleb koos Maaga. Ilma atmosfäärita oleks

praegune elu Maal võimatu. Õhk ja elus loodus on tihedalt seoses. Elusorganismid on õhu

loodusliku keemilise koostisega kohastunud. Seega on eluslooduse eksisteerimiseks vajalik

puhas õhk.

6

Kõige rohkem rikub õhu optimaalset keemilist koostist inimtegevus. Selle tagajärjel õhku

sattunud saasteained mõjutavad inimeste tervist, kahjustavad loomi ja taimi, rikuvad materjale

ja muudavad elukeskkonnas muudki. Atmosfääri kahjustavaid aineid on tuhandeid, kuid Eestis

on neid vaid mõnikümmend. Olulisemad on neist lendtuhk, tahm, väävel- ja lämmastikoksiid,

fluoriidid, pliiühendid, vesiniksulfiid, fenoolid ja naftasaadused.

Atmosfääri saasteallikaks on looduslik või tehislik protsess, mille käigus eraldub atmosfääri

saastavaid aineid. Tavaliselt satub loodulikelt ja tehislikelt allikatelt õhku samasuguseid

saasteained. Nende erinevus seisneb selles, et looduslikud allikad on tavaliselt hajutatud,

tehislikud allikad on aga koondatud piiratud alale. (Koorits, Nei 1998; 37, 39, 43-44)

Lämmastiku ja väävli oksiidid lahustuvad vihmatilkades ning muudavad need happeliseks.

Puhas aurust kondenseeruv vesi on neutraalne (pH = 7), kuid isegi atmosfääris, kus puuduvad

NOX (lämmastikoksiidid) ja SO2 (vääveldioksiid), on vihmavesi nõrgalt happeline CO2

sisalduse tõttu (pH = 5,5…6,0). Kui sellele lisanduvad veel lämmastiku ja väävli ühendid, on

vihmavesi tugevalt happeline (pH = 3…4). (Koorits, Nei 1998; 59)

Tänapäeval põletatakse naftat, looduslikku gaasi ja vääveldioksiidi suurel hulgal, mille tõttu

vääveldioksiidi, lämmastikoksiidide ja süsinikdioksiidi sisaldus õhus pidevalt kasvab. Kui neid

gaase on õhus palju, on õhk saastunud. Aegamööda muutuvad õhus leiduvad

lämmastikoksiidid ja vääveldioksiidid tolmuosakesteks, mis langevad maapinnale. Need

gaasid segunevad atmosfääris ka veetilkadega ja seejärel sajavad alla vihma ja lumena. (Air

pollution project Europe 1995; 8-9)

7

1.3. Happevihmade tekke põhjused

Happevihmade teke on seotud mitmete faktoritega. Happevihmu võivad põhjustada nii

looduslikud kui inimtekkelised ained. Lämmastikoksiidid on tekkinud läbi tugeva õhu

kuumuse, kui lööb välk. Samuti on väävli gaasid tekkinud vulkaanipursetest ja mädanenud

taimestikust.

Kuigi happevihmad ka põhjustatud ka looduslikest teguritest, on avalikkuse tähelepanu

keskendunud inimtegevusest tingitud allikatele, nagu väävli- ja lämmastikuühendeid

sisaldavate .kütuse põletamisele, kommunaalteenustele, tööstuste küttekolletele,

mootorsõidukitele ja keemiatööstusele. Näiteks moodustas USAs elektrienergia tootmine 69%

tervest vääveldioksiidiheitmete kogusest ning 20% lämmastikoksiidide kogusest. (National

Atmospheric Deposition Program; Happevihmad)

1.3.1. Väävliühendid

Nafta ja kivisüsi sisaldavad ainet, mida nimetatakse väävliks. Iga kilo kivisöe põletamise

kohta pääseb õhku 10 grammi väävlit. Sama juhtub ka siis, kui kütta oma maja kütteõliga või

sõita diiselkütusel töötava autoga, sest iga liitri kütteõli või diiselkütuse põletamisel vabaneb 2

grammi väävlit. Mõned naftasaadused, mida tehased ja elektrijaamad kasutavad kütteks,

võivad saata atmosfääri kuni 20 grammi väävlit 1 liitri kohta. Ka bensiin on naftasaadus, aga

võrreldes teistega sisaldab väga vähe väävlit.

Ainuüksi 1991. aastal põletati Euroopas ära 1065 miljonit tonni kivisütt, 1118 miljonit tonni

naftat ja 768 miljonit tonni looduslikku gaasi. Põlemise jäägina sattus atmosfääri 20 miljonit

tonni väävlit.

Väävel koos hapnikuga moodustab gaasi, mida nimetatakse vääveldioksiidiks. Vääveldioksiidi

sümboliks on SO2, S on väävel ja O hapnik. (Air pollution project Europe 1995; 7-8)

Atmosfääris levinum väävliühend on vääveldioksiid. See tekib kütuste põlemisel, nafta

töötlemisel ja tselluloositööstustes. Kõige olulisem loodulik allikas on vulkaaniline tegevus.

Vääveloksiid on mürgine, mis mõjub hävitavalt silmadele ja hingamisteede limaskestadele.

8

Pikaajalisel mõjutusel võivad tekkida hingamiseks vajalike organite haigused. Niiskes õhus

moodustab SO2 veega reageerides väävlishappe. Õhus võib aeglasel oksüdeerumisel

moodustuda ka SO3 ja koos niiskusega ka väävelhape. Happelised ühendid on eriti ohtlikud

taimedele, kõige rohkem okaspuudele ja aiakultuuridele. Nende ühendite tulemusel suureneb

ka metallide roostetamine, marmorkujude ja marmorist asjade hävimine, muldade ja

veekogude hapestumine. Väga ohtlik kooslus tekib SO2-l koos tahmaga, sest tahm,

adsorbeerides SO2, suurendab veelgi tema lokaalset kontsentratsiooni. (Koorits, Nei 1998; 46)

1.3.2. Lämmastikühendid

Lämmastikoksiidid on gaasid, mis tekivad nafta, kivisöe ja looduslike gaaside põletamisel.

Nende põletamisel, tõuseb õhutemperatuur tasemeni, kus lämmastik ja hapnik ühinevad.

Atmosfääri eraldub 13 grammi lämmastikoksiide, põletades tehases 1 kilo looduslike gaase.

Kolm kuni viis grammi lämmastikoksiide iga liitri põlemise käigus, kui kasutada naftasaadusi

oma kodu, tehaste või muude jõujaamade kütteks. Ligikaudu kaks grammi lämmastikoksiide,

sõites autoga ühe kilomeetri. Ligikaudu 13 grammi lämmastikoksiide, sõites raskete

veoautodega ja bussidega.

Autod, mis võeti kasutusele aastal 1995, heidavad põlemisprotsessidega palju vähem

lämmastikoksiide kui vanemad autod, sest neil on katalüsaatorid. Seega autod, mis on

tänapäeval heidavad põlemisprotsesside käigus veelgi vähem lämmastikoksiide, sest

tehnoloogia on selle aja vältel palju arenenud. Näiteks on täiustatud mootoreid, mis annavad

põlemisjääkidena palju vähem lämmastikoksiide. Ainuüksi 1991. aastal sattus

põlemisprotsesside käigus Euroopas atmosfääri 23 miljonit tonni lämmastikoksiide.

Lämmastikoksiide märgitakse tähisega NOX. Tähis N tähendab lämmastiku. (Air pollution

project Europe 1995; 8)

Lämmastikühenditest on peamisteks atmosfääri saastajateks lämmastikoksiidid, mida

tähistatakse NOX, harvem ammoniaagina. Need on mürgised, õhus on tavaliselt ülekaalus

mürgisem NO2. Õhus toimub ka NOX üleminek HNO3-ks. HNO3 on ohtlik loodusele ja

tehnilistele konstruktsioonidele, näiteks metallkonstruktsioonidele ja ehitistele.

9

NOX tekib looduses äikese ja valguse keemiliste reaktsioonide ehk fotokeemiliste

reaktsioonide tulemusena. NOX hulk, mis selle tulemusel tekib, aga tasakaalustatakse

lämmastikuringega. Looduslikeks saasteallikateks on veel metsade ja rohtlate põlengud.

Peamiseks tehislikuks NOX allikaks on põlemine küttekolletes ja sisepõlemismootorites. Kõige

rohkem saastabki loodust järjest kasvav autotransport, sest autodes kasutatakse

sisepõlemismootoreid. 1 km autosõitu paiskab õhku kuni 4 grammi NOX. (Koorits, Nei 1998;

48)

1.3.3. Süsinikdioksiid ja süsinikoksiid

Süsinikoksiid on toksiline gaas. Selle ohtlikkus ei olene ainult tema suurest toksilisusest, vaid

ka sellest, et tal ei ole lõhna ega värvust. Seda on võimalik kindlaks teha ainult spetsiaalsete

masinatega. Süsinikoksiidi tähistatakse CO-ga.

Looduslikes tingimustes on CO sisaldus ligi 0,2 mg/m3. Sanitaarnormidega on kindlaks tehtud

maksimaalne piir. Maksimaalne lubatud ööpäevane piir asulates on kuni 3 mg/m3.

Suurlinnades on aga tavaline, et CO sisaldus ületab selle ohtliku piiri. Kui CO satub

organismi, siis tõrjub ta hapniku hemoglobiinist välja, ise ühinedes hemoglobiiniga. Nii tekib

karboksühemoglobiin ehk HbCO. See reaktsioon on pöörduv, aga HbCO on püsivam kui

HbO2. Selle tulemusel väheneb aktiivse hemoglobiini hulk ja seetõttu on häiritud kudede

varustamine hapnikuga.

Karboksühemoglobiini hulga suurenemine veres kutsub organismis esile häireid. Looduslikult

on normatiivne HbCO sisaldus kuni 0,4%. Organismi häired sõltuvad karboksühemoglobiinist

järgmiselt:

1) sisaldusel 0,4-2% tekib nägemisteravuse ja ajataju vähenemine;

2) sisaldusel 2-5% tekib aju psühhomotoorsete funktsioonide häiritus;

3) sisaldusel 5-10% tekivad südame ja kopsude tegevuse häired;

4) sisaldusel rohkem kui 10% tekib peavalu, unisus, spasmid, hingamise peetus ja lõpuks

surm.

10

Lisaks eelnevale on oluline ka süsinikoksiidi sisaldavas õhus viibimise aeg. Kui viibida ligi

tund aega paigas, kus CO sisaldus on 10-50 mg/m3, siis tekib aju psühhomotoorsete

funktsioonide häiritus. Selline nähtus pole linnades harv nähtus. 8-12 tundi kuni 6 nädalat

sellises süsinikoksiidi sisaldavas õhus viibides tekivad südame ja kopsude tegevuse häired.

Kui süsinikoksiidi sisaldus õhus on tõusnud 200 mg/m3, siis 3-6 tundi sellises kohas olles või

1-2 tundi sellises kohas töötades võib kaasa tuua koguni inimese surma. Süsinikoksiid püsib

õhus kaks kuni neli kuud. Loogiliselt süsinikoksiidi hulk peaks kasvama, kuid tänu mõnele

aktiivselt süsinikoksiide lagundavale mulla mikroseenele seda ei juhtu.

Peamisteks allikateks, mille kaudu süsinikoksiid atmosfääri satub, on:

1) suitsugaasid – kütuse mittetäielikul põletamisel võib ühe tonni tahke või vedela kütuse

põletamisel tekkida 20 kg süsinikoksiide (gaasilise kütuse põlemisel tekib seda tunduvalt

vähem);

2) sisepõlemismootorid – autod ja sisepõlemismootoriga masinad paiskavad õhku ligikaudu

1,5 korda rohkem süsinikoksiidi kui paiksed küttekolded (Kui auto sõidab ühe kilomeetri,

satud atmosfääri ligikaudu 30 grammi süsinikoksiidi. Eestis satub autotranspordi poolt igal

aastal atmosfääri 200-300 tuhat tonni süsinikoksiidi);

3) gaasiliste kütuste tootmine, näiteks generaatorgaas, veegaas ja söe gaasistamine;

4) paljudest metallide maakide töötlemisel eraldub süsinikoksiidi, näiteks Fe tootmisel.

Atmosfääri paisatava süsinikoksiidi hulga vähendamiseks saab kasutada järgmisi abinõusid:

1) soodustada põlemist kolletes, see eeldab kollete ja korstnate konstruktsioonide täiustamist;

2) kasutada sisepõlemismootorites heitgaaside katalüütilist ehk reaktsiooni kiiruse muutmisega

puhastamist, see võimaldab vähendada süsinikoksiidi hulka kuni 98%;

3) puhastada katalüütiliselt tööstuslike gaase.

Need meetodid annavad lõpptulemuseks CO2, seega annavad saasteaine, aga neist kahest

halvast on CO2 siiski parem, sest ta on vähem ohtlik. (Koorits, Nei 1998; 49-51)

11

Süsinikdioksiid ehk CO2 on loodusliku oksüdatsiooni lõppsaadus. Selle hulk atmosfääris on

ligikaudu 0,03%. Süsinikdioksiid pole püsiv. Selle peamiseks tekkeallikaks on põlemine

kõikides vormides ja liikides ning organismide elutegevus.

Süsinikdioksiid ei kuulu toksiliste ainete hulka. Kuid süsinikdioksiidi hulga suurenemine

atmosfääris võib kaasa tuua globaalseid muutusi. Aastatel 1973-1998 kasvas lõunapoolusel

süsinikdioksiidi hulk atmosfääris ligikaudu 8%. Alates 19. sajandi algusest on seoses

fossiilsete kütuste üha intensiivsema põletamisega ja metsade raiumisega süsinikdioksiidi

sisaldus atmosfääris tõusnud ligikaudu 30%. Umbes pool põletamisel tekkinud

süsinikdioksiidist jääb atmosfääri. Ülejäänud pool seotakse peamiselt fotosünteesi kaudu.

Näiteks polaar- ja parasvöötmes on süsinikdioksiidi sisaldus atmosfääris kevadel ja suvel

madalam kui sügisel ja talvel. See on seepärast, et soojal ajal seovad rohelised taimed

fotosünteesi käigus süsinikdioksiidi. Sügisel ja talvel on aga ülekaalus elusorganismide

hingamine ja seetõttu süsinikdioksiidi sisaldus õhus kasvab.

CO2 ei lase läbi maalt peegeldunud infrapunast kiirgust. See viib temperatuuri tõusule

atmosfääris. Temperatuuri tõus võib viia suure hulga jää sulamisele polaaraladel ja liustikel.

See põhjustaks ookeanide veetaseme tõusu. Ookeanide veetaseme tõustes satuks märgatav osa

maismaast vee alla. (Koorits, Nei 1998; 51-52)

Süsinikdioksiid on gaas, mis on tekkinud kivisöe, nafta ja loodusliku gaasi põlemisel.

Süsinikdioksiidi tähistatakse CO2. Süsinikdioksiid moodustub kivisöes, naftas ja looduslikus

gaasis süsiniku ühinemisel hapnikuga. Kivisöes on ligikaudu 75 % süsinikku, ning nafta ja

looduslik gaas koosnevadki peamiselt süsinikust, seega põlemisprotsessides vabaneb väga

suur kogus süsihappegaasi. Maailmas vabaneb nafta, kivisöe ja looduliku gaasi põletamise

tulemusel atmosfääri 6 miljardit tonni süsinikoksiidi aastas. (Air pollution project Europe

1995; 8)

12

1.4. Happevihmade tagajärjed ja keskkonnakahjustused

Happevihmad põhjustavad veekogude hapestumist, puude kahjustusi, eriti kõrgendikel ja

tundliku pinnase kahjustusi. Happevihmad kiirendavad ka ehitusmaterjalide ja värvide

lagunemist, ning hävinemist. Selle tulemusena võib jääda ilma tähtsatest kultuuripäranditest.

(U.S Environmental Protection Agency; Happevihmade efektid)

Happevihmade tagajärjel muutuvad veekogud ja mullad happeliseks. Mulla hapestumisel

tõrjutakse mulla osakestest taimedele vajalikud elemendid välja. Selle tulemusel halvenevad

märgatavalt taimede kasvutingimused. Veekogude hapestumine toob kaasa olulisi muutusi

vees elavate organismide liigilises koosseisus. Enamus organismidest sureb ja järele jäävad

ainult vähesed, happelise keskkonna suhtes vastupanuvõimelised ehk resistentsed organismid.

Looduslik vesi suudab vastu panna väljastpoolt tulenevatele mõjutustele. Sellist omadust

nimetatakse puhvervõimeks. Hapestumisele on vastupanuks vees sisalduvad karbonaat- ja

vesinikkarbonaatioonid. (Koorits, Nei 1998; 60-61)

1.4.1. Metsad ja puud

Juba aastaid on teadlased märganud metsade aeglasemat kasvu ja seda, et puude lehed ja oksad

muutuvad pruuniks, ning kukuvad puudelt, kui nad peaksid olema rohelised ja terved. (U.S.

Environmental Protection Agency; Happevihmade efektid metsale)

Happevihmad teevad puudele laialdast kahju. Hape võib kahjustada puude lehti ning

kahandada mulla toitainete sisaldust, mille tulemusena nad ei saa piisavalt toitained, ning puud

muutuvad rohkem mõjutatavamaks haiguste ja keskkondlike ohtude eest. (National

Atmospheric Deposition Program; Happevihmad)

Happevihmad ei hävita puid tavaliselt otseselt vaid nõrgestavad puid. Sageli on puude vigastus

või surm tagajärg happevihmade efektist ja ühest või rohkemast lisaohu kombinatsioonist.

Tavaliselt on lisaoht keskkondlik, näiteks külmad ilmad.

13

Happeline vesi lahustab pinnases olevaid toitaineid ja mineraale ning uhub need minema.

Tänu sellele ei saa puud neid kasvamiseks kasutada. Happevihmad põhjustavad ka mürgiste

ainete vabanemist mullast. Toitainete langus ja mürgiste ainete tõus mullas on üks viis, kuidas

happevihmad kahjustavad puid. (U.S. Environmental Protection Agency; Happevihmade

efektid metsale)

Metsas on puud, mis on elusorganismid. Puud on piisavalt tugevad, et üle elada torme, pakast,

toitainete puudust ja muid looduslikke probleeme, aga inimeste poolt põhjustatud

happevihmad nõrgestavad puid ja selle tulemusel nende taluvusvõime väheneb. Näiteks

happevihmade tulemusel võib põud ära hävitada puud, mis oleksid ilma happevihmadest

saadud kahjustusteta põua üle elanud.

Metsi kahjustavad vabrikukorstnatest kerkivad gaasid kui ka happevihmad, mis pärinevad

kauge maa tagant. Happevihmad liiguvad koos pilvedega ja nad ei sõltu riigipiiridest.

Mõlemad suudavad läbi tungida puuokaste ja –lehtede kattekihi, ning võivad tekitada

kahjulikke tagajärgi. Kõige rohkem saavad kannatada okaspuud, sest nende okkad on puu

küljes kuus kuni kaheksa aastat. Seega okaste kahjustuste määr kasvab. Lehtpuudele tekib

vähem kahjustusi, kuna neile kasvavad igal kevadel uued lehed ja sügisel heidavad nad

kahjustunud lehed maha.

Okaspuude kahjustudes muutuvad nende okkad kollaseks. Lõpuks langevad nad maha ja puule

jäävad vaid uusimad okkad okste tipus. Seega hõre puuvõra on märgiks, et puu on kahjustatud.

Happevihmad kahjustavad puid ka maapinna kaudu. Maapind sisaldab mitmeid toitaineid,

mida puud vajavad, aga ka metalle, mis on puule toksilise toimega. Näiteks toitaineks on lubi,

ning plii ja alumiinium on puu jaoks mürgised metallid. Happevihmade tagajärjel pinnases

sisalduvate toitainete hulk väheneb ning mürgiste metallide hulk suureneb. Selle tagajärjel ei

saa puud enam piisavalt toitained ning metallid kahjustavad nende juuri. (Air pollution project

Europe 1995; 19)

Otsene kokkupuude happevihmadega võib puid nõrgestada ja nende lehti hävitada. See on eriti

ohtlik kõrgete kõrgustega metsades, kus puud on sageli kaetud happeliste pilvedega.

Happevihm võib kahjustada puid ka märkamatul moel, kahandades toitainete hulka ja

suurendades mürgiste ainete hulka pinnases. Pinnase puhverdamismaht erineb ja varieerub

suuresti erinevates pinnatüüpides. Tulemuseks on suurem kahjustus metsadele mõnel alal kui

teisele, isegi kui vihmade toime võib olla sarnane. (Õhusaaste efektid: Happevihmad)

14

1.4.2. Veekogud

Happevihmade efektid on hästi nähtavad veekogudes. Happevihmad voolavad pärast

maapinnale langemist veekogudesse või langevad otse veekogudesse. Tavaliselt on veekogude

pH 6-8. Mõned järved on ka looduslikult happelised, ilma happevihmade mõjutusteta.

Veekogud muutuvad happeliseks, kui vesi ja seda ümbritsev pinnas ei puhverda piisavalt

happelisis sademeid, et seda neutraliseerida. Väikese puhverdamisvõimega piirkondades

happevihmad vabastavad alumiiniumi veekogudesse. Alumiinium on paljudele

veeorganismidele väga mürgine ja ohtlik. Kui pH tase veekogus langeb, alumiiniumi tase

tõuseb. Mida väiksem on vee pH väärtus, seda suurem on happelisus. Nii madal pH kui suur

alumiiniumi hulk on kaladele otseselt mürgised ja ohtlikud. PH tasemel 5 ei saa kalade munad

haududa. Mõningates happelistes järvedes ei ole ühtegi kala. (U.S. Environmental Protection

Agency; Happevihmade efektid veekogudele ja veeorganismidele)

Kui järved muutuvad happelisemaks kui tavaliselt, ei saa nad enam jätkuvalt toetada sama liiki

kalu ja muid veeorganisme nagu varem. Kalastik kahaneb suure suremuse, vähenenud kasvu

määra, skeleti deformatsiooni ja ebaõnnestunud paljunemise tõttu. Lõpptulemuseks jäävad

järved koduks vaid liikidele, kes suudavad taluda happelisi tingimusi. Teised kalad surevad

järves välja . Eriti tundlik on happelise vee suhtes lõhe.

Terve järve pH on 6.5 või sellest suurem. Vaid üksikud kalaliigid suudavad ellu jääda pH-ga

alla 5. PH 4 juures peetakse järve surnuks. Kalapopulatsioonide vähenemine järvedes on

tavaliselt esimene märk järve hapestumisest.

Mõned järved võivad olla ka aluselised, pH 8-9. Sellistel järvedel sisaldavad pinnas ja kivimid

põhjas kaltsiumi ja magneesiumi, mis neutraliseerivad happevihmu. (National Atmospheric

Deposition Program; Happevihmad)

Happevihmad võivad osutuda veekogudele ja nendes elavatele elusorganismidele ohtlikuks.

Plii ja alumiinium võivad kahjustada ka kalu vees. Piirkondades, kus maapinnas sisaldub

suures hulgas neid metalle, uhub vihmavesi osad neist jõgedesse, järvedesse ja muudesse

veekogudesse.

Happevihmade tagajärjel võivad veekogudes surra kalad, vähilised, putukad ja ka taimed.

Maailmas kõige esimesena avastati järvede hapestumine Lõuna-Rootsis. Nendes järvedes

15

kalad surid. Tänapäeval on Rootsis umbes 4000 järve, mis on 10-100 korda normaalsest

happelisemad. Väga ohtlik on happeline vesi kalakudule.

Eriti ohtlikuks osutub see, kui järve satub korraga suures koguses happelist vett. Tavaliselt

sulab kevadel suurel hulgal lund ja jääd, sulavesi voolab jõgedesse ja järvedesse. Talve vältel

võib neisse olla kogunenud suurel hulgal happesademeid. Mõne üksiku päevaga võib lume

sulamise tõttu sattuda järve hulga rohkem happeid, kui tavaliselt mitme kuu jooksul. Kalad

saavad happest šoki ja suurem osa järves elavates organismidest sureb.

Mageveekogude järsu hapestumise tagajärjel on hakatud Norras ja Rootsis lisama paljudesse

teadaolevatesse hapestunud järvedesse lupja. Lubja lisamise eesmärgiks on päästa järves

elavaid kalu. Lubi neutraliseerib happevihmu, kuid ühekordne lubja lisamine veekokku pole

veel piisav. Happevihmad sajavad jätkuvalt, selle tulemusel tuleb lupja veekokku lisada

korduvalt. Lubja veekokku lisamine on üpris kulukas tegevus.

Enam on happevihmade all kannatanuid jõgesid ja järvi aasta 1995 järgi Wale`is, Šotimaal,

Norras ja Rootsis. (Air pollution project Europe 1995; 20)

1.4.3. Seened

Paljud puuliigid on seotud seentega, näiteks mänd, kuusk, kask, lehis, sarapuu, tamm, pöök,

paju ja haab. Seened ja puud vahetavad toitaineid ja vett. Seened saavad puult suhkruid ning

puud saavad seentelt vastu vett ja vajalikke toitaineid. Mitte ükski seeneliikidest ei suuda

suhkruid ise toota ja moodustada. Seda koostööd nimetatakse mükoriisaks. Puud, millel on

esinenud mükorisaalseid seoseid seentega, taluvad põuda ja kuivaperioode kõige paremini.

Seened toodavad ainet, mis on puudele raviva toimega. See aine kaitseb puujuuri bakterite ja

muude seente kahjulike mõjude eest.

Suurel hulgal seeni on muutunud harvaesinevaks või on hoopiski kadunud ja välja surnud. On

ka teada, et esimesena kaovad mükoriisat moodustavad seened. Näiteks õhk Hollandis sisaldab

suurel hulgal vääveldioksiidi, ning seal on seened aegamööda kadumas. Seega saab seente

vähesusega metsas järeldada, et mets on saastumisest ohustatud, sest seened kaovad enne, kui

puudel jõuab tekkida otseseid kahjustusi. (Air pollution project Europe 1995; 20)

16

1.4.4. Samblikud

Happevihmad kahjustavad ka samblikke. Samblikud on erilised, sest nad koosnevad seenest ja

vetikast, mis elavad koos ja on üksteisest täielikult sõltuvad. Seen annab vetikale kaitset vihma

ja tuule eest, ise vetikalt vastutasuks suhkruid saades. Samblikel pole juuri, seega saavad nad

kõik vajalikud toitained õhust.

Vääveldioksiid ja väävelhape on samblikele väga mürgilise toimega. Taimi kaitseb nende

lehtedel olev õhuke vahakiht, kuid samblikel seda ei ole, ning seetõttu tungib neisse

väävelhape kiiremini. Happe sattumisel samblikesse hävitab hape samblike võime toota

suhkruid, selle tulemusel surevad nii vetikas kui ka seen. On olemas ka selliseid samblikuliike,

mis suudavad jääda ellu nii saastumata piirkondades kui ka saastatud piirkondades. Teised

samblikud vajavad aga ellujäämiseks puhast õhku. Enamus samblikke kasvab ja suurim

samblike liigirikkus esineb vaid seal, kus on puhas õhk. Seega uurivad teadlased, kui palju on

üks või teine piirkond saastunud, samblike järgi. (Air pollution project Europe 1995; 20)

1.4.5. Inimesed, inimese poolt tehtud materjalid ja hooned

Happevihmad mõjuvad inimese tervisele halvasti, mis tuleneb sellest, et inimesed hingavad

sisse gaase, nagu näiteks vääveldioksiide ja lämmastikdioksiide. Need on aga peamised

happevihmade põhjustajad. Vääveldioksiidid ja süsinikdioksiidid võivad põhjustada

hingamisteede haigusi nagu bronhiit ja astma. (Air pollution project Europe 1995; 21)

Füüsilist kontakti happevihmadega peetakse väheohtlikuks, kuid neid siiski seostatakse

hingamisteede ja muude haiguste tekkega. (Õhusaaste efektid: Happevihmad)

Happevihmad võivad lisaks inimese tervise kahjustamisele ka kahjustada inimese poolt tehtud

materjale ja hooneid. Paljud hooned on ehitatud lupja sisaldavatest kivimitest ja materjalidest.

Lubi on küll happevihmadele resistentse toimega, kuid mingi hetkel ta selle toime kaotab.

Selle tulemusel tekivad hoonetesse praod ja nad võivad laguneda. (Air pollution project

Europe 1995; 21)

17

Happevihmad põhjustavad lisaks hoonete kahjustamise ka metallkonstruktsioonide ja masinate

roostetamist. (National Atmospheric Deposition Program; Happevihmad)

1.4.6. Põllukultuurid

Happevihmad võivad vähendada põllumajanduslikku tootmist, muutes mulla keemilisi

omadusi. Happevihmad aeglustavad mikrobioloogilisi protsesse ja vähendavad mulla

toitaineid. Looduslike taimede ja põllukultuuride juured võivad saada kahjustada tänu kängu

jäänud kasvule. Tänu inimtegevusele võib happeline vesi liikuda läbi torude, põhjustades plii

ja vase sattumist vette. Enamus avalikud vee varustajad eemaldavad sellised ohtlikud

kemikaalid taimedelt, aga määrdunud vesi võib olla probleem elanikele, kes ei toetu avalikele

veevarudele, et saada joogivett. (National Atmospheric Deposition Program; Happevihmad)

Happevihmad kahjustavad rohttaimi, sama moodi nagu puid, läbi pinnase. Vähendades mulla

toitaineid ja suurendades selle mürgiste ainete sisaldust, näiteks alumiinium, mis on taimedele

mürgine. Siiski, taimed ei ole eriti happevihmadest mõjutatud, sest talunikud ja farmerid

lisavad sageli mulda väetisi, et asendada toitaineid, mis on happevihmade poolt minema

uhutud. Vahetevahel lisavad farmerid mulda ka purustatud lubjakivi, sest lubjakivi on

aluseline materjal ja suurendab mulla puhverdamisvõimet happe vastu. (U.S. Environmental

Protection Agency; Happevihmade efektid metsale)

1.4.7.Autod

Suhtelisel paljud inimesed eelistavad hea väljanägemisega autot. Happevihmad võivad seda

hea väljanägemisega autot kahjustada, ning see ei oleks enam pärast kahjustusi kena. Nende

kahjustavate mõjude ärahoidmiseks on autotootjad hakanud uusi autokeresid katma

happekindlate värvidega. (Õhusaaste efektid: Happevihmad)

18

2. Sademete happelisus Saarde vallas Leissaares ja võimalik seos

tuulesuundadega

2.1. Mõõtmiste metoodika

Uurimuslikus osas ma mõõdan ja analüüsin Saarde küla sademete happelisust. Sademed

kogusin ma anumasse, mis oli õues. Pärast iga mõõtmist puhastasin anuma, kuivatasin ja panin

tagasi välja. Mõõtmised tegin ma pliiatsitaolise pH mõõturiga. See on pliiatsi tüüpi pH mõõtur

ja on toodetud ettevõtte Velleman poolt, toote number: DVM8681 (Lisa 2.). PH mõõtur näitab

nii vedeliku happelisust, kui ka vedeliku temperatuuri. Vedeliku happelisust näitab täpsusega

± 0,2 pH ja vedeliku temperatuuri näitab täpsusega ± 0,1 ºC.. Pärast andmete kogumist

analüüsin testide tulemusi.

Mõõtmiskoht asub Saarde vallas Saarde külas Leissaares (Lisa 1.) Mõõtmiskoha lähedal on

üks maja. Lisaks on mõõtmiskoha lähedal mets ja palju puid. Mõõtmiskoha lähedal suuri

reostusallikaid ei ole, on vaid Kilingi-Nõmme – Häädemeeste maantee.

Mõõtmisi viisin läbi ajavahemikul 2013. aasta juulist kuni 2014. aasta veebruarini.

Mõõtmistulemused kandsin tabelisse (Tabel 1).

Kuna Saarde vallas ja selle lähimas ümbruses puuduvad suuremad õhusaasteallikad võivad

õhusaaste ja happevihmad siia jõuda kaugemalt . Seetõttu määrasin pH-le lisaks tuule suuna ja

püüan leida, kas tuule suunal on seos sademete pH-ga.

Tuulesuunad on võetud valmisandmetena EMHI kodulehelt.

Tabeli andmete põhjal koostasin diagramme, võrdlesin ja analüüsisin andmeid.

19

Uurimuslikus osas kasutatud lühendid:

N – põhi

NE – kirre

E – ida

SE – kagu

S – lõuna

SW – edel

W – lääs

NW – loe

Tabel 1. Sademete pH ja seos tuulesuundadega

Testi number Sademete liik Aeg (kuupäev,

kuu ja aasta)

pH tase ± 0,2 Tuule suund ja

kiirus m/s

1 Vihm 16.07.2013 6,4 SW – NE

2 Vihm 19.07.2013 7,3 SW – NE

3 Vihm 22.07.2013 6,9 NW – SE

4 Vihm 23.07.2013 6,7 N – S

5 Vihm 01.08.2013 6,9 SE – NW

6 Vihm 12.08.2013 6,35 SE – NW

7 Vihm 13.08.2013 6,65 NE – SW

8 Vihm 02.09.2013 6,4 SW – NE

9 Vihm 24.09.2013 6,6 N – S

10 Vihm 01.11.2013 5,8 SW – NE

11 Vihm ja lumi 29.11.2013 7,0 NW – SE

12 Vihm ja lumi 01.12.2013 7,1 W – E

13 Vihm ja lumi 03.12.2013 6,8 SW – NE

14 Vihm 04.12.2013 7,05 SW – NE

20

15 Vihm 05.12.2013 7,2 NW – SE

16 Lumi 06.12.2013 7,2 S – N

17 Lumi 07.12.2013 7,2 NE – SW

18 Lumi 08.12.2013 7,2 NW – SE

19 Lumi 10.12.2013 6,6 E – W

20 Lumi ja vihm 16.12.2013 6,2 S – N

21 Vihm 17.12.2013 6,7 SW – NE

22 Vihm 21.12.2013 4,8 SW – NE

23 Vihm 22.12.2013 4,9 SW – NE

24 Vihm 23.12.2013 6,2 SW – NE

25 Vihm 27.12.2013 4,95 SE – NW

26 Vihm 29.12.2013 5,8 S – N

27 Vihm 30.12.2013 5,8 SW – NE

28 Vihm ja lumi 05.01.2014 5,3 SW – NE

29 Vihm 07.01.2014 5,6 S – N

30 Vihm ja lumi 11.01.2014 5,1 NW – SE

31 Lumi 13.01.2014 5,6 N – S

32 Lumi 17.01.2014 5,9 N – S

2.2. Sademete pH ajaperioodil juuli 2013 kuni veebruar 2014

Sademete pH graafikult (Joonis 1.) saab välja lugeda, et sademed on Saarde külas enamjaolt

neutraalsed või nõrgalt happelised. Üksikutel päevadel on sadanud vihm või lumi olnud ka

happelisem. Esimeseks mõõtmise (16.07.2013) tulemuseks sain pH 6,4. Järgmise sajukorra

sademete happelisus, mis sadasid üheksateistkümnendal juulil 2013. aastal, oli pH 7,3 . Seega

saab järeldada, et osa ainetest ja ühenditest sadas esimese vihmaga alla ja vihm, mis lähiajal

järgnes oli tänu sellele vähem happelisem.

Kahekümne teisel juulil sadanud sademed olid veidi happelisemaks muutunud kui

üheksateistkümnendal sadanud sademed, kuid need oli siiski neutraalse pH lähedal.

Esimene kord kui augustis vihma tuli, oli selle pH 6,9, mis on ligilähedane neutraalsele veele.

Juuli viimase ja augusti esimese sademe vahel oli kaheksa päeva, mil ei sadanud vihma.

21

Seetõttu saab järeldada, et selle ajaga ei jõudnud piisavalt kahjulikke aineid vihmapilvedesse

sattuda, et teha seda happelisemaks. Selle tulemusena on augusti esimesel päeval sadanud

vihm vähem happelisem kui augusti viimane vihm.

Joonis 1. Sademete pH

Järgmise sademete mõõtmise tegin kaheteistkümnendal augustil. Vihma pH oli 6,35.

Võrreldes eelmise mõõtmise tulemusega on see tunduvalt happelisem. Seda võib põhjustada

see, et pole pikemat aega vihma sadanud, seega happelised ühendid on juba ühinenud

vihmapilvede ja veetilkadega.

Kahetuhande kolmeteistkümnenda aasta augusti kolmandal vihmasajul, mis oli 13. augustil,

oli pH 6,65. See on 0,30 pH aluselisem, kui 12. augustil toimunud vihmasajul. Nende

vihmasadude vahe on üks päev. Seega saab seostada vahepealse väikese sajuga, mis järgmise

vihma happelisust vähendas.

Veel saab graafikust (Joonis 1.) välja lugeda, et septembri esimesel sajuperioodil, mis oli teisel

septembril oli pH 6,4. Nende kahe sajuperioodi vahele jäi 19 vihmasajuta päeva. Viidates

sellele saab järeldada, et vihma happelisemaks tegevad ained on õhus olnud pikemat aega ja

on saanud ulatuslikult reageerida niiskusega.

Septembri teine ja viimane sademeteperiood oli 24. septembril. Sademe happelisus oli sel

päeval pH 6,6, mis on 0,2 pH aluselisem, kui teisel septembril sadanud sademetel. Võrreldes

22

seda septembri esimese sademeperioodiga võib järeldada, et esimesel sademeteperioodil

sadasid happelisemad vihmad alla ja järgmised vihmad ei jõudnud happelisemaks minna.

Oktoobris vihma ega lund ei sadanud, seega mõjutas pikk sademeteta periood järgnevate

sademete pH-d.

Novembris oli esimeste sademete happelisus pH 5,8. See oli palju happelisem võrreldes

septembri viimase sademeperioodiga, sest ligi kuu aega ei sadanud vihma. Sel ajal jõudsid

happeliseks tegevad ained niiskusega ulatuslikult reageerida. Selle tõttu oli vihmavesi

varasematest sademetest happelisem.

29. novembril sadanud kuu viimase saju pH oli 7,0 ehk täiesti neutraalne. See tuleneb sellest,

et 17.11.2013 – 18.11.2013 oli Eestis tormiperiood, mille sademete happelisust ma kahjuks

mõõta ei saanud. Tormi ajal sadas palju vihma ja selle tulemusena oli ka 29. veebruari

sademed ka täiesti neutraalsed. Mida rohkem järjest sajab, seda neutraalsemad on järgmised

sademed.

Detsembri esimese mõõtmise tulemus oli pH 7,1, mis on peaaegu neutraalne ningi 0,1 võrra

aluselisem kui sellele eelneval 29. novembril sadanud sademetel. Nende kahe saju vahel oli

üks sademeteta päev, seega saab järeldada, et 29. Novembril sadasid viimasedki sademeid

happeliseks tegevad ained alla ja selle ühe päevaga ei jõudnud happeliseks tegevad ained

niiskusega reageerida. Tänu sellele oli 1. detsembril sadanud sademed aluselisemad kui 29.

novembril sadanud sademed.

Detsembri teise mõõtmise tulemus, mis oli 2. detsembril, oli pH 6,8. See tähendab, et see

tulemus on esimese detsembri omast 0,3 pH happelisem. Seega nende vahelise ajaga jõudsid

vääveldioksiidid ja süsinikdioksiidid reageerida niiskusega, ning järgmise mõõtmise tulemus

tuli tänu sellele veidi happelisem.

4. detsembril langenud sademete s pH oli 7,05. See tulemus on 0,25 pH neutraalsem, kui teisel

detsembril, sadanud sademetel. Ajavahemik eelmise sajuga oli liiga väike ning sellele eelneva

sajuga sadasid kõik happeliseks tegevad ühendid alla ja uusi ei jõudnud õhku koguneda.

5. detsembril sadanud sademete pH 7,2. on samuti neutraalse lähedal, sest eelmise sajuga päev

tagasi.sadasid happelisust tõstvad ühendid ja ained alla.

23

Viies detsembris sadanud sademete mõõtmise tulemus, mis oli 6. detsembril, oli pH 7,2.

Sellele eelneval päeval, 5. detsembril oli ka sademete happelisus 7,2. Seega saab järeldada, et

sademeid happeliseks tegevad ained ja ühendid ei jõudnud selle ajaga niiskusega reageerida.

7. detsembril ehk kuuendal sademete päeval detsembris oli sademete pH 7,2. Eelmisel kahe

vihmasajul, eelmistel päevadel oli sama happelisus, seega saab järeldada, et happeliseks

tegevaid aineid ei ole jõudnud veel niiskusega ulatuslikult reageerida ning teha sademeid

happelisemaks.

Järgmisel päeval, kaheksandal detsembril, mis oli detsembri seitsmes sademete aeg, oli

sademete pH järjekordselt 7,2. Viidates, et eelmistel päevadel oli sademetel sama happelisus,

võib järeldada, et vääveldioksiidid ja lämmastikdioksiidide osakaal ei olnud õhus suur ja selle

ajaga ei jõudnud eeltoodud ained ja ühendid niiskusega reageerida. Selle tõttu ei läinud

sademed happelisemaks.

Järgmine sademete periood oli kümnendal detsembril, mil sademete pH oli 6,6. Eelmise

sademeperioodiga võrreldes on sademed 0,6 pH happelisem. Viidates sellele, võib öelda, et

selle ajaga, mis nende kahe sajukorra vahele jäi, jõudsid sademeid happeliseks ained

ulatuslikumalt niiskusega reageerida, ning sademed happelisemaks teha.

Detsembri üheksas sajupäev oli 16. detsembril. Sademete happelisus oli sellel päeval pH 6,2,

mis on 0,4 pH happelisem kui kümnendal detsembril sadanud sademetel. Sellest järeldan, et

vahepealse nelja sademeteta päevaga, jõudis suur kogus happeliseks tegevaid ained ja

ühendeid niiskusega reageerida, ning järgmised sademed olid happelisemad.

Detsembri kümnes sajuperiood oli 17. detsembril. Sademete happelisus oli sel sajukorral pH

6,7. Eelmises sajukorrast on see 0,5 pH aluselisem ja need sajukorrad oli kahel järjestikulisel

päeva, seega ei olnud ühtegi sajuta päeva, nende vahel. Sellest saab järeldada, et osa vihma

happeliseks tegevaid aineid ja ühendeid jõudis 16. detsembril alla sadada, ning tänu sellele oli

17. detsembril sadanud sademed tunduvalt neutraalsemad.

Üheteistkümnes sajukord detsembris oli kahekümne esimesel detsembril. PH sellel sajukorral

oli 4,8, mis on kõigist eelmistest sademetest happelisem. Seitsmeteistkümnenda detsembri

sademetest on see 1,9 pH happelisem. Seitsmeteistkümnenda detsembri ja kahekümne esimese

detsembri vahel oli kolm sademeteta päeva. Selle viidates, saab järeldada, et selle kolme

päevaga sattus õhku suurel hulgal sademeid happeliseks tegevaid aineid ja ühendeid, ning

need reageerisid ulatuslikult niiskusega. Kahekümne esimesel detsembril sadanud vihmad

24

olid kõige happelisemad, vihmadest, mis sadasid 2013. aasta juulist kuni 2014. aasta

veebruarini.

Kahekümne teisel detsembril sadasid detsembri kaheteistkümnendad sademed. Sademete pH

oli 4,9, mis tähendab, et see oli 0,1 pH neutraalsem kui kahekümne esimesel sadanud

sademed. Viidates, et need sademed olid kahel järjestikusel päeval, saab järeldada, et osa

vihma happeliseks tegevatest ainetest jõudis kahekümne esimesel detsembril alla sadada, ning

tänu sellele oli kaheteistkümnendal sadanud sademed veidi aluselisemad kui kahekümne

esimesel detsembril sadanud sademed.

Kahekümne kolmandal detsembril oli sademete pH 6,2, mis oli 1,3 võrra neutraalsem kui

kaheteistkümnendal sadanud sademed. Need sademed sadasid kahel järjestikusel päeval, see

tähendab, et nende vahel ei olnud ühtegi sademeteta päeva. Sellele viidates saab järeldada, et

suurem osa happeliseks tegevaid aineid sadas kaheteistkümnendal detsembril alla ja need

aineid ei jõudnud niiskusega ulatuslikult reageerida, et sademed oleksid happelisemad. Selle

tulemusel olid kahekümne kolmandal detsembril sadanud sademed aluselisemad kui

kaheteistkümnendal detsembril sadanud sademed.

Kahekümne seitsmendal detsembril sadanud sademete pH oli 4,95. Sellel päeval sadanud

sademete pH oli 1,25 võrra happelisem, kui kahekümne kolmandal detsembril sadanud

sademed. Nende kahe sademeperioodi vahel oli kolm sajuta päeva. Sellest saab järeldada, et

sellel kolme päevaga jõudsid sademeid happeliseks tegevad ained ja ühendid niiskusega

ulatuslikult reageerida ja muuta kahekümne seitsmenda detsembri sademed happelisemaks kui

kahekümne kolmanda detsembri sademed.

Detsembri viieteistkümnes sademetekord oli kahekümne üheksandal detsembril, mil sademete

happelisus oli 5,8. Võrreldes kahekümne seitsmendal detsembril sadanud sademete

happelisusega, oli see 0,85 pH aluselisem. Kahekümne üheksanda detsembri ja kahekümne

seitsmenda detsembri sademetekordade vahel oli üks sademeteta päev. Sellele viidates saab

järeldada, et kahekümne seitsmendal detsembril sadas osa happelistest ainetest ja ühenditest

sademetega alla ja uued sademeid happeliseks tegevad ained ei jõudnud veel niiskusega

ulatuslikult reageerida. Selle tulemusena olid kahekümne üheksandal detsembril sadanud

sademed aluselisemad kui kahekümne seitsmendal detsembril sadanud sademed.

Kolmekümnendal detsembril sadanud sademete pH oli 5,8. Kolmekümnendal detsembril

sadanud sademete happelisus oli sama, mis oli kahekümne üheksandal detsembril sadanud

25

sademetel. Need kaks sademetekorda olid kahel järjestikusel päeval, järelikult ei olnud nende

vahel ühtegi sademeteta päeva. Sellele viidates saab järeldada, et kahekümne üheksanda

detsembri sademetega sadas alla sama palju happeliseks tegevaid aineid ja ühendeid, kui neid

juurde tekkida jõudis ja selle tulemusel olid kahekümne üheksanda ja kolmekümnenda

detsembri sademete happelisused samad.

2014. aasta esimeste sademete happelisus, mis oli viiendal jaanuaril, oli pH 5,3. Nende

sademete happelisus oli 0,5 pH happelisem kui kolmekümnenda detsembri omad. Nende kahe

sademeteperioodi vahele jäi neli sademeteta päeva. Sellele osutades saab järeldada, et selle

ajaga jõudsid sademeid happeliseks tegevad ained ja ühendid niiskusega ulatuslikult

reageerida. Selle tulemusena olid viiendal jaanuaril sadanud sademed happelisemad kui

kolmekümnendal detsembril sadanud sademed.

Jaanuari teisel sademeperioodil ehk seitsmendal jaanuaril, oli sademete happelisus pH 5,6.

Need sademed olid 0,3 pH aluselisemad kui viiendal jaanuaril sadanud sademed. Nende kahe

sademeperioodi vahel oli üks sademeteta päev. Sellele viidates saab järeldada, et osa sademeid

happeliseks tegevatest ainetest sadas viiendal jaanuaril sadanud sademetega alla ja selle ühe

sademeteta päevaga ei jõudnud sademeid happeliseks tegevad ained niiskusega ulatuslikult

reageerida. Tänu sellele olid seitsmendal jaanuaril sadanud sademed aluselisemad kui

üheksandal detsembril sadanud sademed.

Kolmas sademeperiood jaanuaris oli üheteistkümnendal jaanuaris, mil sademete happelisus oli

pH 5,1. Üheteistkümnendal jaanuaril sadanud vihmad olid 0,4 pH happelisemad kui

seitsmendal jaanuaril sadanud sademed. Nende kahe sademeperioodi vahel oli kolm

sademeteta päeva. Sellele viidates saab järeldada, et nende kolme päevaga jõudsid sademeid

happeliseks tegevad ained ja ühendid, vääveldioksiidid ja lämmastikdioksiidid niiskusega

ulatuslikult reageerida. Selle tulemusena olid üheteistkümnendal jaanuaril sadanud sademed

happelisemad kui seitsmendal jaanuaril sadanud sademed.

Neljandal jaanuari sademekorral ehk kolmeteistkümnendal jaanuaril oli sademete happelisus

neutraalsem kui üheteistkümnendal jaanuaril. Sademete pH oli kolmeteistkümnendal jaanuaril

5,6, mis oli 0,5 pH aluselisem kui üheteistkümnendal jaanuaril. Nende kahe sademeperioodi

vahele jäi üks sademeteta päev. Sellele viidates saab järeldada, et üheteistkümnendal jaanuaril

sadasid osa sademeid happeliseks tegevaid ained ja ühendeid alla ja selle ühe sademeteta

päevaga ei jõudnud need ained ulatuslikult niiskusega reageerida. Tänu sellele oli

26

kolmeteistkümnendal jaanuaril sadanud sademed aluselisemad kui üheteistkümnendal

jaanuaril sadanud sademed.

Viimane sademeteperiood jaanuaris oli seitsmeteistkümnendal jaanuaris.

Seitsmeteistkümnendal jaanuaril oli sademete pH 5,9. Need sademed, mis

seitsmeteistkümnendal jaanuaril sadasid oli 0,3 pH aluselisemad kui kolmeteistkümnendal

jaanuaril sadanud sademed. Nende kahe sademeperioodi vahel oli kolm sajuta päeva. Sellele

viidates saab järeldada, et kolmeteistkümnendal jaanuaril sadasid sademeid happeliseks

tegevad ained ja ühendid alla ja selle vahepealse kolme päevaga ei jõudnud need ained

niiskusega ulatuslikult reageerida. Selle tulemusena oli seitsmeteistkümnendal jaanuaril

sadanud sademed vähem happelisemad kui kolmeteistkümnendal jaanuaril sadanud sademed.

Keskmine happelisus sademetel, mis sadasid ajavahemikul 2013. aasta juulist kuni 2014. aasta

veebruarini oli ligikaudu pH 6,3.

27

2.3. Sademete happelisuse seos tuulesuundadega

Selles töö osas analüüsin ma sadamete happelisust koos tuulesuundadega. Mis tuulesuunaga

on sademed kõige happelisemad ja mis tuulesuunaga on sademed kõige neutraalsemad. Et

määrata, kas tuulesuunaga on sademed enamjaolt happelised või neutraalsed, tuleb võtta

keskmine sademete pH. Seda tuleb teha sellepärast, et osade tuulesuundadega on nii

neutraalseid sademeid kui ka happelisi sademeid. Peale selle toon välja selles töö osas, miks

on neutraalsed sademed neutraalsed ja miks on happelised sademed happelised.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1 2 8 10 13 14 21 22 23 24 27 28

Sademete pH tuulesuunaga SW - NE

Joonis 2. Sademete pH tuulesuunaga SW – NE

Sademete happelisus tuulesuunaga edelast kirdesse, on mõnel korral happeline ja osadel

kordadel on neutraalsem (Joonis 2). Keskmine sademete happelisus selle tuule suunaga oli

ligikaudu pH 6,1. Oma keskmise happelisuse poolest olid sademed, mis sadasid tuulesuunaga

edelast kirdesse kõige happelisemad, jagades samas keskmist happesust, mis oli ka sademetel,

mis sadasid tuulesuunaga kagust loodesse. Kahel korral esinesid happesademed.

28

Joonis 3. Sademete pH tuulesuunaga NW – SE

Sademete happelisus tuulesuunaga loodest kagusse (Joonis 3) oli enamjaolt neutraalne, ühel

korral oli ka nõrgalt happeline. Keskmine sademete happelisus selle tuulesuunaga oli 6,68.

Oma keskmise happelisuse poolest on sademed, mis sadasid tuulesuunaga loodest kakku, ühed

neutraalsusemad, ning omandasid oma happelisuse eest neljanda koha.

Joonis 4. Sademete pH tuulesuunaga N – S

29

Sademete happelisused tuulesuunaga põhjast lõunasse (Joonis 4) oli võrdväärselt nii

happelisema kui ka neutraalsema happelisusega. See oli seetõttu, et selle tuulesuunaga

sadanuid sademeid oli nii kaks neutraalset ja kaks happelist. Keskmine happelisus

tuulesuunaga põhjast lõunasse oli pH 6,2. Oma keskmise happelisuse poolest on sademed, mis

sadasid tuulesuunaga põhjast lõunasse, veidi neutraalsemad, kui tuulesuunaga edelast kirdesse

ja kagust edelasse sadanud sademed, mille pH on 6,1. Seega saavad tuulesuunaga põhjast

lõunasse sadanud sademed oma keskmise happelisuse tõttu, teise koha, koos sademetega, mis

sadasid tuulesuunaga põhjast lõunasse.

Joonis 5. Sademete pH tuulesuunaga SE – NW

Tuulesuunaga kagust loodesse (Joonis 5) oli nii neutraalseid sademeid kui happelisi sademeid.

Selle tuulesuunaga ei sadanud eriti sademeid, vaid kolm sajuperioodi olid selle tuulesuunaga.

Jooniselt saab välja lugeda, et iga järgmise sademe happelisus oli suurem. Kui esimesel

sajukorral oli sademete happelisus kõige väiksem, siis viimasel sajukorral sadanud sademete

happelisus oli kõige suurem. Keskmine sademete happelisus tuulesuunaga kagust loodesse oli

ligikaudu pH 6,1. Oma keskmise happelisuse poolest on sademed, mis sadasid tuulesuunaga

kagust loodesse, kõige happelisemad, jagades sama keskmist happesust, mis oli ka sademetel,

mis sadasid tuulesuunaga edelast kirdesse . Ühel korral esines happesademeid.

30

Joonis 6. Sademete pH tuulesuundadega NE - SW

Tuulesuunaga kirdest edelasse (Joonis 6) oli sajukordi vaid kaks. Mis on selle tuulesuunaga

sadanud sademete omapära on see, et ühe sajukorra sademed oli veidi üle neutraalse sademete

happelisuse ja teise sajukorra sademed oli vaid veidi happelised. Tuulesuunaga kirdest

edelasse oli sademete keskmine happelisus on pH 6,925. Selle tuulesuunaga sadanud sademete

omapära on ka see, et keskmine happelisus on neil pH 6,925, mis on väga ligilähedane

neutraalsele sademe pH-le, milleks on pH 7,0. Tänu oma keskmisele sademete happelisusele,

mis olid neutraalsele ligilähedased, said tuulesuunaga kirdest edelasse sadanud sademed

viienda ehk eelviimase koha.

31

0

1

2

3

4

5

6

7

8

12

Sademete pH tuulesuunaga W - E

Joonis 7. Sademete pH tuulesuunaga W -E

Tuulesuunaga läänest itta (Joonis 7) ei sadanud eriti sademeid. Ainult üks sajukord oli selle

tuulesuunaga, mis oli esimesel detsembril. Selle sajukorra happelisus ja aluselisus oli pH 7,1,

mis on pisut üle neutraalse pH taseme. Selle tuulesuunaga sadanud sademete keskmise

happelisuse tõttu, on need sademed kõige neutraalsemad.

32

0

1

2

3

4

5

6

7

8

16 20 26 29

Sademete pH tuulesuunaga S - N

Joonis 8. Sademete pH tuulesuunaga S - N

Tuulesuunaga lõunast põhja (Joonis 8) oli kokku neli sajukorda. Selle tuulesuunaga oli nii

happelisi sademeid kui ka neutraalseid. Selle tuulesuunaga sadanud sademete omapära oli see,

et sademete pH läks järjest väiksemaks. Kui esimese sajukorra sademete pH oli 7,2, siis

viimase sajukorra sademete pH oli 5,6. Keskmine sademete happelisus tuulesuunaga lõunast

põhja oli pH 6,2. Selle tuulesuunaga olid sademed ühed happelisemad, jagades kohta

tuulesuunaga põhjast lõunasse sadanud sademetega.

33

Joonis 9. Sademete pH tuulesuunaga E – W

Tuulesuunaga idast läände (Joonis 9) oli vaid üks sajukord, mis oli kümnendal detsembril.

Selle sajukorra sademete pH oli 6,6, mis on pisut happeline, kuid siiski neutraalse pH

lähedane. Selle tuulesuunaga olid sademed veidi happelised, kui siiski üsna neutraalse

lähedased, selle tulemusena sai see oma happelisuse eest kolmanda koha.

34

2.4. Uurimistulemuste kokkuvõte ja järeldused

Ajaperioodi vältel, mis oli 2013. aasta juulist kuni 2014. aasta veebruarini sadas nii nõrgalt

happelisi sademeid kui ka neutraalseid sademeid. Enamjaolt olid sademed sel ajavahemikul

neutraalsed ja keskmine sademete pH sellel ajavahemikul oli 6,3. Sellega tõestasin hüpoteesi,

et Saarde külas on vihmad nõrgalt happelised, kuid lükkasin ümber väite, et happevihmu ei

esine.

Kõige happelisemad sademed olid sellel ajaperioodil 21. detsembril, mil sademete pH oli 4,8.

Sademeid esines uuritaval perioodil kolmekümne kahel korral. Kolmel korral, 21.detsembril,

22.detsembril ja 27.detsembril esines happesademeid , sest sademete pH väärtus oli alla 5.

Kõige aluselisemad sademed olid uuritaval ajavahemikul 19. juulil, mil sademete pH väärtus

oli 7,3.

Uurimistulemuste põhjal saan veel järeldada, et sademete happelisust mõjutab kõige rohkem

see, kui kaua vääveldioksiidid ja lämmastikdioksiidi õhus püsivad ja kui ulatuslikult nad

reageerivad niiskusega. Kui gaasid on õhus päevi, ilma et sajaks või nad kanduksid tuulega

edasi, tekitavad nad tunduvalt suurema happesuse. Kui aga vahepeal on veidi sadanud, siis on

ka osa happesust kadunud ning edaspidine vihm on vähem happeline.

Veel saan uurimistulemuste põhjal järeldada, et sademete keskmisel happelisusel

tuulesuundadega otsest seost ei ole. Kuid kolmel korral esinenud happesademed olid kahel

juhul tuule suunaga SW ja ühel juhul tuule suunaga SE. Seega happesademed uuritaval

perioodil tulid lõunakaartest. Ka valitsevad tuuled uuritaval ajavahemikul olid edelast.

35

Kokkuvõte

Uurimistöö eesmärk, milleks oli selgitada millised on Saarde valla sademete pH-väärtused ja

kas esineb happesademeid, sai täidetud.

Saarde valla sademete pH-väärtuste järgi oli ajavahemikul 2013. juulist kuni 2014.

veebruarini, sadanud nii happelisi kui ka neutraalseid sademeid. Happelisi sademeid oli sellel

ajavahemikul Saarde külas aga vähe, ning keskmine sademete happelisus oli selles

ajavahemikus ligikaudu pH 6,3. See tähendab, et sademed olid sel ajavahemik nõrgalt

happelised. Seega ma tõestasin hüpoteesi osaliselt, Saarde külas on vihmad neutraalsed või

nõrgalt happelised. Hüpoteesi see osa, et happevihmu ei esine, ei leidnud kinnitust. Detsembri

lõpus oli sademete pH mitmel korral alla 5 (4,8, 4,9 ja 4,95). Seega happevihmu siiski esines.

Uurimuslikus osas sain kõikidele uurimisküsimustele vastused. Esimesena vastasin

küsimusele, millised on sademete pH-väärtused vahemikus juuli 2013 kuni veebruar 2014.

Sellele vastasin pH-mõõturiga, sademete happelisust mõõtes. Teisena vastasin küsimusele, kas

sel ajavahemikul esineb happesademeid. Jah, sel ajavahemikul esines happesademeid, aga neid

esines väga harva. Kolmandana vastasin küsimusele, kas sademete pH on seotud tuule

suunaga.Erinevatest ilmakaartest tulnud sademete pH oli keskmiselt ligikaudu sama. Kuid

üksikud happesedemed tulid edelast ja kagust. Kõige rohkem mõjutab sademete happelisust

see, kui kaua on süsinikdioksiidi ja lämmastikdioksiidid olnud õhus ja kui ulatuslikutl on nad

reageerinud niiskusega.

Uurimuslikust osast sain veel teada, et kõige happelisemad sademed olid 21. detsembril, mil

sademete pH oli 4,8 ja kõige aluselisemad sademed olid 19. juulil, mil sademete pH oli 7,3.

Töö koostamise käik oli minu arust hea, suurim viga, mis tegin oli see, et jätsin oma

uurimusliku osa tegemise viimasele minutile. Uurimistöö tegemine arendas minu ajakasutust

ja ajaplaneerimist.

36

Summary

The title of my research is „The Precipitation Acidity in Saarde Parish“. The aims of this

research are to clarify what are the precipitation pH values of Saarde parish and whether there

are acid rains. The hypothesis of this research are that precipitations in Saarde parish are

slightly acid and that there is no acid rain in Saarde parish.

The aims of this research were completed. According to the precipitations pH values of Saarde

parish from July 2013 to February 2014 the precipitations were acid and the rainfall was

neutral. However there was rarely acid rain and the average rainfall acidity during this period

was about pH 6,3. This means that for this period of time the precipitations were slightly

acidic. Thus, I have proved partially the hypothesis: The precipitations of Saarde parish are

slightly acid and that there is no acid rain. I proved this partially, because there were very

acidic rain three times.

In exploratory part, I could answer to all my questions. Firstly, I answered to the question,

what are the precipitation pH values ranging from July 2013 to February in 2014. I got the

answer measuring rainfall with pH meter. The second question whether there were acid rain

during this period got the answer that there were rarely acid rain. Also I could answer to the

third question whether the wind direction is related to the pH of precipitation. The pH of

rainfall is not directly related to the wind direction. The pH of rainfall is mostly affected by

how long the carbon dioxide and nitrogen have been in the air and how extensive they have

reacted with rainfall.

From exploratory part I found out that the most acidic precipitation was on the 21st of

December, when the acidity of the rainfall was pH 4,8 and the most alkaline precipitation was

on the 19th of July, when the acidity of the rainfall was pH 7,3.

In my opinion the elaboration of my research was good, the biggest mistake that I did not

organize my time well. This research learned me to organize my time.

37

Allikaloend

Kirjandus

Koorits, A. & Nei, L. 1998. Sissejuhatus keskkonnakeemiasse. Tartu: AS MARK ja TRIO.

Air pollution project Europe. Toimetanud Anders Gjesvik. Norra: AS GCS.

Internet

Happevihmade efektid. U.S. Environmental Protection Agency [27.12.2013]

Internet: http://www.epa.gov/acidrain/effects/index.html

Happevihmade efektid metsadele. U.S. Environmental Protection Agency [27.12.2013]

Internet: http://www.epa.gov/acidrain/effects/forests.html

Happevihmade efektid veekogudele ja veeorganismidele. U.S. Environmental Protection

Agency [27.12.2013]

Internet: http://www.epa.gov/acidrain/effects/surface_water.html

Happevihmad. National Geographics. [27.12.2013]

Internet: http://environment.nationalgeographic.com/environment/global-warming/acid-rain-

overview/?rptregcta=join_free_np&rptregcampaign=20130903_lightbox_membership_nonhp_all

Happevihmad. National Atmospheric Deposition Program

Internet: http://nadp.sws.uiuc.edu/educ/acidrain.aspx

Chandler, D. Õhusaaste efektid: Happevihmad. [29.12.2013]

Internet: http://homeguides.sfgate.com/effects-air-pollution-acid-rain-79208.html

Maa-ameti kaardiserver x-GIS [23.03.2014]

http://xgis.maaamet.ee/xGIS/XGis

38

Lisad

Lisa 1. Mõõtmiste kogumise koht Leissaares. (Maa-ameti geoportaal)

39

Lisa 2. PH mõõtja.

Pildistaja: Taavet Ollino

Pildistamise aeg: 23.03.2014