DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 5-6/1988 str. 61 <-- 61 --> PDF |
PREGLEDNI ČLANCI — REVIEWS UDK 630*425 + 632.15 Šum. list CXII (1988) 247 KRITIČNE VRIJEDNOSTI DIREKTNIH EFEKATA ZAGAĐENOSTI ZRAKA NA ŠUME, POLJOPRIVREDNE USJEVE I MATERIJALE Nikola KOMLENOVIĆ, Miroslav HARAPIN, Joso GRACAN* SAŽETAK: U članku je prikazan rad Seminara o kritičnim vrijednostima direktnih efekata zagađenosti zraka na šume, poljoprivredne usjeve i materijale, koji je održan u Bad Harzburgu u Z. Njemačkoj od 14. do 18. ožujka 1988. godine. UVOD U okviru Međunarodne konvencije za dugotrajnu prekograničnu zagađenost zraka, održan je Seminar radnih grupa za »Kritičnne vrijednosti (razine) direktnih efekata zagađenosti zraka na šume, poljoprivredne usjeve i materijale-« iu Bad Harzburgu u Saveznoj republici Njemačkoj od 14. do 18. ožujka 1988. godine. Organizator Seminara bilo je Savezno ministarstvo za okolinu, zaštitu prirode i nuklearnu sigurnost iz Bonna. Na Seminaru je sudjelovalo 39 specijalista iz 9 evropskih zemalja, Sjedinjenih država Amerike i Kanade. Seminar je održan u 4 plenarne sjednice i 5 radnih grupa (sumporni dioksid, ozon, dušični oksidi, materijali i kartiranje). Međunarodna konvencija za dugotrajnu prekograničnu zagađenost zraka smatra da se istraživanja moraju usmjeriti na djelovanje sumpornih i drugih glavnih polutanata na okolinu, uključivši poljoprivredu, šumarstvo i materijale (član 7d konvencije). Konvencija, također poziva na razmjenu informacija o fizičko-kemijskim i biološkim podacima koji su važni za efekte dugoročne prekogranične zagađenosti zraka, kao i veličinu štete koje se mogu pripisati tom zagađivanja! zraka. Cilj Seminara je bio: — utvrditi kritične vrijednosti direktnih efekata zračnih polutanata (S02, NO*, 03, NHX) na šumske i poljoprivredne ekosisteme, — Identificirati i navesti osjetljive vrste i ekosisteme, — Raspraviti kritične vrijednosti zračnih polutanata za materijale, — Pokrenuti izradu programa za kartiranje područja koja su zagađena više od kritične vrijednosti. * Dr. Nikola Komlenović, dr. Miroslav Harapin, dr. Joso Gračan, Šumarski institut, Jastrebarsko 247 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/1988 str. 62 <-- 62 --> PDF |
DEFINICIJA ZA KRITIČNE VRIJEDNOSTI Za vrijeme rada Seminara usvojena je definicija za kritične vrijednosti: »Kritične vrijednosti (nivoi) znače koncentracije polutanata u atmosferi iznad kojih direktni nepovoljni efekti na receptore, kao što su biljke, ekosistemi ili materijali se mogu pojaviti prema dosadašnjim saznanjima«. Da bi ova definicija bila što jasnija potrebno je obrazložiti njezine glavne elemente: — koncentracija uključuje visoku i nisku koncentraciju zračnih polutanata u atmosferi, koji se mogu pojaviti u kratkom trajanju (^ 24 sata) ili kontinuirano u dužem periodu vremena (> 24 sata). — polutanti: S02, NOx, 03, NHX. Ti polutanti se mogu pojaviti i u kombinaciji, ili simultano ili sekvencijalno. H+ i H202 se mogu pojaviti i kao taloži za vrijeme niskih oblaka ili magle u planinskim predjelima. — direktni efekti se odnose na direktan utjecaj polutanata, kao što se to opaža od S02 na lišću biljaka, više nego indikretni efekt sumpora kroz tlo. Efekti mogu biti kronični ili akutni i moraju biti preko i iznad bilo koje prirodne pojave. Budući da postoje različita znanstvena gledišta o tome što je to nepovoljan efekt na funkcioniranje i strukturu ekosistema, može se definirati nekoliko tipova nepovoljnih efekata, i to: — Početak fizioloških i/ili bioloških promjena koje mogu biti ekološkog karaktera, — Početak opadanja vitalnosti rasta i kvalitete (nadzemni dio, korijen) pojedine vrste (poljoprivredne biljke, drveće, prirodno bilje), — Početak signifikantnih promjena u strukturi ekosistema i/ili funkciji (pad produkcije, promjena populacije, genetske promjene). — Promjene trajnosti materijala skraćenjem vijeka trajanja objekta. — receptor je živi organizam ili materijal koji je izložen djelovanju, to uključuje i grupe organizama ili ekosistema. Receptor može ali ne mora biti najosjetljivija komponenta u određenom području. KRITIČNI NIVOI ZA S02 Kao osnova za diskusiju o kritičnim nivoima za S02 poslužio je pregledni rad H.-J. Jager i E. Schulze. Nakon opsežnih rasprava u radnoj grupi došlo je samo do manjih izmjena u ovom radu. S02 se smatra »klasičnim« zračnim polutantom. U ovom i drugim radovima pokazano je da S02 — sam i u kombinaciji s dušičnim oksidima i 03 — može značajno utjecati na rast biljaka. Terenska opažanja pokazala su u novije vrijeme da onečišćenje zraka sudjeluje u propadanju šuma. Brojni eksperimenti izvedeni u kontroliranim uvjetima potvrđuju terenska opažanja o negativnom utjecaju zračnih polutanata na kultivirane i nekultivirane vrste. Međutim, relativno značennje S02 u kombinaciji s drugim plinovitim atmosferskim polutantima i kiselim kišama kao stresom za vegetaciju nije još do kraja razjašnjeno. Važno je naglasiti da receptori kao što su to šume |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/1988 str. 63 <-- 63 --> PDF |
podliiježu širokom rasponu prirodnih i antropogenih stresova te da je S02 u atmosferi samo jedan od takovih nepovoljnih faktora. Između brojnih čimbenika koji mogu ograničavati rast biljaka možda je S02 u niskim koncentracijama minorni stres faktor. Međutim, on može biti vrlo značajan ako je došlo do stresa kod vegetacije uslijed nepovoljnih ekoloških čimbenika. Na osnovu terenskih opažanja moglo se je utvrditi da su nepovoljni vremenski uvjeti bili terminalni faktor koji je doveo do propadanja šuma u nekim područjima. Izgleda da do tog propadanja ne be došlo da stabla nisu bila fiziološki oslabljena zbog zračne polucije ili drugih stresova. Vršne S02 — koncentracije općenito su posebno značajne, premda njihov nepovoljni utjecaj na receptore nije uvijek dovoljno razumljiv kada se upoređuje sa dugoročnim prosječnim koncentracijama. Naše razumijevanje u- loge tih slučajeva često je otežano zbog nedostatka podataka o njihovoj učestalosti i veličini u toku izvođenja eksperimenata s različitim dozama. Dosadašnja saznanja pokazala su da je potreban veliki oprez kod poopćavanja u odnosu na različite vrste i ekosisteme. Postoje razlike i u odnosu na primijenjene metode istraživanja. Nesigurno je izvoditi zaključke na osnovu kratkoročne izloženosti o tome što bi se moglo dogoditi u jednom dužem periodu. Na osnovu predočenih materijala i vrlo opsežnih rasprava predloženi su slijedeći nivoi: Kritični nivo od 20 [j,g/m3 kao godišnja srednja vrijednost kada S02 djeluje u kombinaciji sa ozonom. Iznad godišnje prosječne vrijednosti od 20 p,g/m3 dolazi do pojave simptoma kod osjetljivih biljaka, ali nije jasno da li ti simptomi dovode do usporavanja rasta ili dugoročnih promjena u vitalitetu biljaka. Iznad srednje godišnje vrijednosti od 30 pig/m3 utvrđeno je opadanje u rastu kod osjetljivih kultiviranih biljaka. Nema dovoljno podataka da se postavi nivo za početak opadanja produkcije u osjetljivim šumskim sastojinama. Pretpostavlja se da je on iznad 30 (j,g/m3. Kritična srednja dnevna vrijednost za S02 se utvrđuje sa manjom znanstvenom sigurnošću i ona se postavlja kod 70 [jig/m3 (24 h srednja vrijednost). Znanstvena nesigurnost može se eliminirat različitim pristupima, npr. kroz terenske eksperimente. Preporuča se njihovo izvođenje u zemljama potpisnicama konvencije. KRITIČNI NIVOI ZA 03 Ozon je najvažniji fotokemijski oksidant zbog njegovog poznatog toksičnog dijelovanja na vrlo veliki broj biljnih vrsta, nejgovog prisustva iznad širokih područja te dovoljno visokih koncentracija koje mogu izazvati direktne učinke. Među fotooksidante također spadaju peroxyacetyl nitrat (PAN) i vodikov peroksid. Prema dosadašnjim saznanjima PAN ima posebno značenje u Kaliforniji. Štetni utjecaj vodikovog peroksida na biljke nije još dovoljno istražen. On može biti prisutan na velikom području, posebno u hladnoj vodi. Ozon djeluje na biljke direktno, nakon usvajanja od strane lišća kroz stome. Tu on izaziva promjene u biokemijskim i fiziološkim procesima, kao |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/1988 str. 64 <-- 64 --> PDF |
i ultrastruktuarne promjene u staničnim organelama. Ti inicijalni efekti na nivou stanice mogu dovesti do promjena na čitavoj biljci kao što su to, npr. starenje lišća i zastoji u rastu. Promjene kod individualnih vrsta mogu prouzročiti izmjene u kompeticiji u biljnim zajednicama i eventualno promjene u strukturi i funkcioniranju ekosistema. Vanjski i unutrašnji faktori rasta biljaka kao i genetski faktori utječu na jačinu štetnih efekata. Faktori koji dovode do otvaranja stoma pojačavaju oštećenja. Na ozon su posebno osjetljivi raž, pšenica, zob, ječam, crvena djetelina i krumpir. Od drvenastih vrsta najosjetljivije su vinova loza, evropski ariš i obični bor. Bukva i smreka manje su osjetljivi. Ozon rijetko djeluje sam. U fumigacionim pokusima pokazalo se da S02 ili NO., pojačavaju njegov efekat. Pri tome je potrebno naglasiti da ti eksperimenti nisu izvedeni s dovoljno niskim koncentracijma. Preporučeni kritični nivo za sam ozon je vrlo blizu prirodnom stanju, tako da postavljanje nižeg kritičnog nivoa za ozon u prisustvu N02 ili SO., nije moguć. Međutim, to se mora uzeti u obzir kod postavljanja kritičnih nivoa za N02 i S02. Glavna osnova za izvođenje kritičnih nivoa su podaci dobiveni kod poljoprivrednih kultura. Predloženi kritični nivoi za zaštitu osjetljivih biljaka, biljnih zajednica i ekosistema na ozon kada on djeluje sam su: Trajanje izloženosti (sati) Ug/m-"1 Koncentra´ ;ij< ppm 0.5 300 0.15 1.0 150 0.075 2.0 110 0.055 4.0 80 0.040 8.0 ti() 0.030 Vegetacijski period (7-satni dnevni prosjek (09.00— 16.00 h) 50 0.025 Kod postavljanja 50 p/g/m3 kao dugoročnog kritičnog nivoa mora se uzeti u obizr da se ta, pa i više koncentracije ozona pojavljuju na visokim lokacijama (brdske šume). Ova je vrijednost unutar prirodnog raspona variranja 03 — koncentracija. KRITIČNI NIVOI ZA NOx Dušični dioksid (N02) i dušični monoksid (NO) i plinovita dušična kiselina (HNO:5) smatra se da su tri važna antropogena oksida dušika (NOx): NOx polutanti mogu djelovati na slijedeći način: — direktni efekti na površinu receptora, — indirektni efekti nakon obogaćivanja tla dušikom, — indirektna efekti od aoidifikacije tla, — djelujući kao preteča fotokemijskih oksidanata. |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/1988 str. 65 <-- 65 --> PDF |
Kod visokih koncentracija, biljke izložene djelovanju NOx pokazuju nekrozu, ali oba polutanta N02 i NO pojedinačno su manje fitotoksični nego drugi polutanti zraka kao SO.> i ozon. Pojedinačno, plinoviti dušični oksidi prema najnovijim iskustvima u većini ECE zemalja nije potvrđeno da izazivaju vidljiva oštećenja, zastoj u rastu ili mortalitet na usjevima i drveću. Međutim prema iskustvima u mnogim zemljama uočene su biokemijske i fiziološke promjene kod nekih nivoa NOa i NO. Signifikantnost tih promjena u odnosu na gubitak prinosa ili redukcije rasta još nije utvrđena. Međutim u kombinaciji s drugim polutantima kao što su Oa i S02 i možda ugljikovodici pronađeni su suprotni efekti u koncentracijama koje graniče s koncentracijama okoliša. Izloženost NOx je najčešće definirana terminima kratkotrajno, visoka koncentracija, akutna prolazna oštećenja; ili dugotrajno uglavnom sa suptilnim i kroničnim efektima. U slučaju NOx dugotrajni kronični efekti čini se da su od puno većeg praktičnog značenja. Tri osnnovna učinka su slijedeća: — do određene doze nije uočena signifikantna razlika s obzirom na neizloženu kontrolu, — iznad te doze moguća je kratkotrajna stimulacija rasta, — daljnjim povećanjem doze rast pada ispod onoga na kontroli. Efekti od datih polutanata se mijenjaju u ovisnosti o klimi i sadržaju hranidbenih elemenata u tlu. Efekti vlage i temperature su slični onima od S02 i 03, ali NOx drugačije reagira na svijetlo. Utjecaj 03 i S02 je relativno nizak noću, dok N02 može izazvati oštećenje u mraku zbog smanjenje redukcije ni tri ta. Povećanje sadržaja vode u tlu također podiže osjetljivost biljaka na N02. Starost lišća, razvojni stadij biljke, otpornost vrste, varijeteta i individua uzrokuje signifikantne varijacije na NOx. Sadašnje stupnjevanje otpornosti je međutim bazirano na kratkotrajnom, visoko koncentriranom (povremenom) izlaganju i uglavnom se odnosi na vanjske vidljive simptome oštećenja. Kako N02 može djelovati kao hranivo i kao f i toksična supstanca, otpornost stupnjevanja na osnovu dugotrajne kronične izloženosti N02 vjerojatno će biti znatno različita od kratkotrajne izloženosti. Eksperimentalna istraživanja su pokazala da je N02 sigurno puno toksičniji nego NO i da se apsorbira tri do dvadeset puta više u biljke, ovisno o određenoj vrsti. Premda je plinovita HNO:i bila nađena u atmosferi te pošto ona ima veću brzinu deponiranja nego N02, samo ograničene informacije o njezinom djelovanju na biljke su do sada dostupne. Dostupni podaci iniciraju da za kratkotrajno izlaganje vanjski znakovi oštećenja ili čak redukcija rasta mogu biti očekivani samo kod koncentracija polutanata koje se rijetko u praksi dešavaju. Međutim, biokemijske, fiziološke i stanične promjene se ne mogu zanemariti. Ako se takve promjene izaberu kao kriterij za određivanje kritičnih vrijednosti, doze koje će izazvati te efekte su niže nego one ustanovljene za efekte kao što su vidljiva oštećenja, redukcija rasta i smanjenje uroda. Slika koja se odnosi na eksperimente sa dugotrajnim izlaganjem još nije jasna. Stimulacija rasta, privremeni pozitivni efekti i dugotrajna reduk 251 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/1988 str. 66 <-- 66 --> PDF |
čija rasta su uočeni. Međutim, mnogi eksperimenti su pokazali statistički signifikantan gubitak uroda kod nekoliko travnih vrsta nakon prezimljavanja. Dovoljno podataka postoji da se pokaže utjecaj na biljke niskih koncentracija N02 u prisutnosti S02 i 0:J. Kombinacija N02 i 0 3 čini se da jače oštećuje nego NO., i S02, ali je kombinacija sva 3 najviše štetna. Čini se da plinoviti dušični oksidi sami ne izazivaju bilo kakova vidljva oštećenja na vegetaciji u koncentracijama okoliša koje su do danas utvrdene u većini ECE zemalja. U vezi s tim radna grupa je mišljenja da se može sa prilično sigurnosti pokušati definirati kritične vrijednosti za sam N02 bilo na kratkoročnoj ili dugoročnoj bazi. Oni su odlučili da će koncentrirati svoje snage na definiranje kritičnih vrijednosti za N00 s drugim zračnim polutantima. Radna grupa smatra da bi se trebalo kvantificirati N02 vrijednosti za 3 definirana nivoa nepovoljnih efekata. Dostupni podaci nam omogućuju da odredimo kritične vrijednosti za početak smanjenja prirasta za individualne vrste, ali je radna grupa naišla na velike teškoće u definiranju čvrstih vrijednosti za početak nepovoljnih fizioloških ili biokemijskih promjena. Razloz uvjetuju da će te vrijednosti biti između 0 i 30 pvg/m3, s tim da je ta kritična vrijednost uzeta za početak smanjenja prirasta. Zbog pomanjkanja podataka grupa je bila u nemogućnosti da odredi bilo koju vrijednost za početak opadanja produktiviteta šumskih sastojina. Kritične vrijednosti za NO., u kombinaciji sa SO., i O., Godišnje Štetni efekti Ug/m3 vrijednosti 95-percentil 1. Fiziološke/biokemijske promjene < 30 < 95 2. Smanjenje rasta 30 95 30. Promjene strukture ekosistema — — Radna grupa za materijale je izradila zaključke i preporuke od 7 točaka, od kojih ističemo preporuku da bi kritične vrijednosti, koje se odnose na biološke sisteme trebale biti dovoljno niske da spriječe procese razaranja materijala, a naročito za očuvanje kulturnog blaga i spomenika kulture. Radna grupa za kartiranje je preporučila da bi bilo potrebno izraditi karte geografskih područja na kojima je zagađenost zraka veća od kritičnih vrijednosti (nivoa). Tako izrađene karte bile bi baza za procjenu šteta. Te bi karte dobro poslužile svakoj zemlji kod donošenja važnih odluka o značajnim investicijskim ulaganjima u izgradnju energetskih i industrijskih objekata. Radi informacije, nastavno navodimo prijedloge »Standarda« za zračne polutante u SAD (Kalif orni ja i ostali dio) i za Evropsku ekonomsku zajednicu. Na Seminaru je predloženo da sve evropske zemlje potpisnice spomenute Konvencije do 30. travnja 1988. pošalju svoje »Standarde« Agenciji za čovjekovu okolinu (Umweltbundesamt, Bismarkcplatz 1, Berlin, dr. H.-D. GREGOR). |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/1988 str. 67 <-- 67 --> PDF |
Standardi za kritične vrijednosti Polutant Prosječno vrijeme izloženosti Kalif. SAD Ostalo Evropska zajednica Ozon 1 sat 0,09 pp m 0,12 0,075 pp m (176 u.g/m3) (235 pg/m3 ) (150 pg/m3 ) Veget. 0,04 pp m — 0,025 pp m period (78 u.g/m3) (50 pg/m3 ) 0,5 sati 0,40 pp m (800 pg/m3 ) " N02 1 sat 0,25 ppm — (60 pg/m3) (470 pg/m3) (30 [ig/m3) sa 03 ili S02 Godišnje — 0,05 ppm 0,010 ppm (100 pg/m3) (20 ug/m3) Veget. — — 0,03 ppm period (60 pg/m3) Zimi 0,02 ppm (40 pg/m3) so2 Godišnje 0,03 ppm 0,007 ppm (80 pg/m3) (20 u.g/m3) 24 sata 0,05 ppm 0,14 ppm 0,025 ppm (655 pg/m3) (365 pg/m3) (70 [ig/rn3) 3 sata — 0,5 ppm (1300 pg/m3) 1 sat 0,25 ppm (655 pg/m3) ZAKLJUČAK Zaključci, koji su usvojeni na ovom Seminaru temelje se na ranije objavljenim radovima, referatima podneseniim na plenarnim sjednicama, kao i na sastancima radnih grupa, te značajnom angažmanu svih učesnika za vrijeme održavanja Seminara. Učesnici Seminara su se složili da postoje i drugi izvori informacija, koji bi mogli poduprijeti ili pobiti neke od zaključaka. Osm toga, treba istaći, da je ovaj Seminar prvi međunarodni sastanak organiziran radi rasprave o kritičnim vrijednostima direktnih efekata zračnih polutanata na šume, poljoprivredne biljke i materijale. Radne grupe su: — uspješno ustanovile polazne točke za buduća promišljanja kritičnih vrijednosti za veći broj glavnih zračnih polutanata, 253 |
| ŠUMARSKI LIST 5-6/1988 str. 68 <-- 68 --> PDF |
— izradile prvi dokument za kritične vrijednosti, — izradile radni dokument kao bazu za raspravu na Sastanku koji će se održati u Zenevi u kolovozu 1988. godine. LITERATURA Jager , H.-J., i Schulze , E., 1988: Critical levels for effects of SOs Workshop on Critical levels for Direct Effects of Air Pollution on Forests, Crops and Materials. Bad Harzburg, Z. Njemačka, 14. — 18. 3. 1988. G u d e r i a n, R., 1988: Critical levels for effect of Ozone (Os) — Workshop on Critical levels for Direct Effects of Air Pollution on Forests, Crops and Materials. Bad Harzburg, Z. Njemačka, 14—18. 3. 1988. G ude r i an, R., 1988: Critical levels for effects on NOv. Workshop on Critical levels for Direct Effects of Air Pollution on Forests, Crops and Materials. Bad Harzburg, Z. Njemačka, 14. — 18. 3. 1988. Posthumus , A. C, 1988: Critical levels for effect of NH0 and NH,+. Workshop on Critical levels for Direct Effect of Air Pollution on Forests, Crops and Materials. Bad Harzburg, Z. Njemačka, 14. — 18. 3. 1988. Zieghan, K.-F. i Knot kova, D., 1988: Critical levels for effect on materials. Workshop on Critical levels for Direct Effects of Air Pollution on Forest, Crops and Materials. Bad Harzburg, Z. Njemačka, 14. — 18. 3. 1988. Bull , K., 1988: Mapping. Workshop on Critical levels for Direct Effects of Air Pollution on Forests, Crops and Materials. Bad Harzburg, Z. Njemačka, 14. — — 18. 3. 1988. Critical Levels for Direct Effects of Air Pollution on Forests, Crops and Materials Summary This paper presents the Workshop on Critical Levels for Direct Effects of Air Pollution on Forest, Crops and Materials, which has been held in Bad Harzburg, Federal Republic of Germany, 14—18 March 1988. |