Eesti Looduse fotov�istlus
2004/08



   Eesti Looduse
   viktoriin




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
artiklid EL 2004/08
Taimed saastavad õhku. Kas see on võimalik?

Kes meist poleks koolipingis õppinud, et taimed on maakera rohelised kopsud. Tõepoolest, kõik rohelised taimed seovad atmosfäärist süsihappegaasi ja eraldavad hapnikku. Samas aga eraldavad taimed ühendeid, mis koostoimes lämmastikoksiididega saastavad õhku mürgise osooniga.

Taimedest eralduvad lenduvad orgaanilised ühendid ehk lühendina VOC (Volatile Organic Compounds) võivad olla ainevahetuse tavalised vaheproduktid: alkoholid (etanool, metanool), aldehüüdid (formaliin), ketoonid (atsetoon), karboksüülhapped (äädikas). Selliste ühendite emissioon võib tugevneda teatud ajavahemikel. Näiteks taimelehed eraldavad üsna suures koguses metanooli kasvuperioodil, sest metanool vabaneb rakuseinte kujunemisel. Üleujutatud taimed eraldavad etanooli, mis tekib juurtes suhkrute käärimisel.

Teatud taimed emiteerivad suures koguses spetsiifilisi ühendeid, nn. isoprenoide. Neist tuntumaid on viie süsinikuaatomiga isopreen ja kümne süsinikuaatomiga monoterpeenid (mentool piparmündis, tümool tüümianis/liivatees ja salveis, eukalüptool eukalüpti lehtedes). Peale maitseainete on terpeenid kallimate lõhnaõlide väga olulised koostisosad. Igapäevaelus puutume veel kokku isoprenoidide polümeriseerumisproduktidega, nagu looduslik kautðuk või okaspuude vaik.

Milleks vajavad taimed isoprenoide? Terpeenidele omane tugev lõhn meelitab kohale lilleõite võimalikke tolmeldajaid. Kõik looduslikud isoprenoidid on antibakteriaalse toimega ning mürgised taimetoidulistele putukatele ja rohusööjatele loomadele, niisiis võivad nad talitleda taime kaitsena. Arvatakse ka, et lenduvate isoprenoidide emissioon suurendab taimede kuumus- ja valgustaluvust.


Mis seos on isoprenoididel õhu saastusega? Kõigepealt, lenduvad orgaanilised ühendid toimivad kondensatsioonituumadena aerosoolide (multimolekulaarsed osakesed atmosfääris) tekkel. Klassikaline arusaam aerosoolisaastusest on korstnast paiskuv tahm ja pigi, või Kamazi summutist väljuv sinine ving.

Atmosfääris on tohutu hulk erisuguseid orgaanilisi ühendeid, mis aga ei tekita tingimata aerosoole, sest pole tsentreid, nn. kondensatsioonituumasid, millele kondenseeruda. Taimsed suure molekulmassiga ühendid, mis tihti veel omavahel liituvad, sobivad ideaalselt aerosoolikeskmeks.

Aerosoolid võivad mõjutada otseselt inimtervist: pole just tervistav hingata sisse pigi, tahma ja sudu. Nende peamine ülemaailmne kahjulik mõju väljendub aga atmosfääri hägustumises, mille tõttu jõuab maapinnani vähem päikesekiirgust. See võib põhjustada kliima jahenemist.

Veelgi olulisem on taimsete orgaaniliste ühendite osalus osooni tekkel. Stratosfääris, ligi 50 km kaugusel maa pinnast, kaitseb osoon maakera päikeselt tuleva kahjuliku ultraviolettkiirguse eest, seevastu maalähedases õhus, mida me hingame, toimib osoon mürgina. Osoon on lõhnatu ja värvusetu, väga tugeva oksüdeerimisvõimega gaas, mille mürgistav toime seisneb eelkõige biomolekulide otseses oksüdeerimises või vabaradikaalsete oksüdeerimisprotsesside käivitamises. Kuigi osoon on lõhnatu, võib näiteks umbses kopeerimismasina või laserprinteri ruumis tunda nn. osooni lõhna: see lõhn kuulub tegelikult aldehüüdidele, mis vabanevad nina limaskesta oksüdeerumisel osooni mõjul.


Kuidas tekib osoon? Maapinnalähedases õhukihis (troposfääris) tekib osoon (O3) monohapnikust (O) ja dihapnikust (O2). Üldjuhul on kogu hapnik troposfääris O2 kujul. Peamine monohapniku allikas on lämmastikdioksiid (NO2), kust monohapnik vabaneb valguse toimel (NO2 ® O + NO). See protsess kestaks seni, kuni kõik lämmastikdioksiid on muundatud lämmastikoksiidiks. Ent lenduvate süsivesinike, kaasa arvatud taimsed isoprenoidid, vahendusel käib pidev NO2 regenereerimine NO-st. Seega piirab maapinnalähedase osooni teket kas lämmastikoksiidide (NOx) või VOC-i kontsentratsioon õhus.


Kas taimed saastavad rohkem kui inimene? NOx vabaneb kõikides sisepõlemismootorites ning üha hoogustuva autostumise tõttu ei suuda me enam lämmastikoksiidide kontsentratsioone piirata. Pealegi on tegemist hajusa saastusega, sest auto sõidab kõikjal. Seepärast püütakse maailmas üha rohkem piirata VOC-i paiskamist õhku. Praeguseks on selge, et taimedest lenduvate orgaaniliste ühendite kogused ületavad antropogeense emissiooni arvatavalt isegi seitse kuni kümme korda. Nii paradoksaalne kui see ka poleks, “saastavad” taimed rohkem kui inimene. Loomulikult on tegemist tehnogeensest arengust tuleneva kõrvalmõjuga, sest seni, kuni inimene lämmastikoksiide atmosfääri ei paisanud, polnud ka nn. taimset saastust.


Mida teha taimse saastusega? Nüüdseks on teada, et VOC-i emissiooni maksimaalkiirus on geneetiliselt määratud ja et ainult teatud liigid paiskavad neid ühendeid õhku saastet tekitavas koguses. Austraalias ümbritseb linnu sinine sudu eukalüptidest lenduva eukalüptooli tõttu. Vahemere maades tekitavad samalaadseid probleeme igihaljad tammeliigid. Eesti pärismaistest liikidest lendub õhku orgaanilisi ühendeid suures koguses haavast, ja pajuliikidest, kadakast, tammest, kuusest ja männist, samas kui jalaka või pärna emissioon on nullilähedane. Niisiis saab taimse emissiooni taset piirata, valides linnahaljastusse ja põllumaade metsastamiseks mitte-emiteerivaid liike. Rusikareegel haljastajatele: ärge istutage VOC-i emiteerivaid liike suure liiklustihedusega tänavate äärde!

Viimasel ajal on Eesti ajakirjanduses olnud palju juttu taastuvate energiaallikate kasutuselevõtust, eelkõige energiavõsast. Samas ei anta endale aru sellise ettevõtte riskidest. Tüüpilised energiavõsa liigid – pajud ja paplid – on väga tugevad VOC-i emiteerijad, nii et energiavõsa projekt võib osutuda kahe teraga mõõgaks.


Eesti panus VOC-i uurimisse. Tartu ülikooli taimefüsioloogia õppetool on juhtival kohal maailmas taimse päritoluga lenduvate orgaaniliste ühendite emissiooni ennustajana. Sellel aastal käivitati kaks rahvusvahelist projekti, kus peale TÜ taimefüsioloogia töörühma osaleb üle 15 Euroopa uurimisasutuse. Euroopa Liidu rahastatav Marie Curie teadusvõrk ISONET (Ecological and physiological functions of biogenic isoprenoids and their impact on the environment) toob Tartussse kaks maailmamastaabiga teadlast – uurima isoprenoidide emissiooni molekulaarbioloogiat ja füsioloogiat ning globaalselt muutuvate kliimaolude mõju taimse päritoluga isoprenoidide emissioonile. Euroopa teadusfondi projekt VOCBAS (Volatile organic compounds in the biosphere-atmosphere system) koordineerib nimekate Euroopa atmosfäärikeemikute ja taimefüsioloogide ühistööd VOC-i emissiooni kontrollmehhanismide selgitamisel.

Eestis on viimasel ajal püütud juurutada arvamust, et iga teadusrühm peaks tegelema nii alus- kui ka rakendusuuringutega. VOC-i emissiooni uurimine on küll Eestile ääretult tähtis, kuid, nagu tippteadus ikka, väga kallis. ISONET ja VOCBAS on head näited projektide kohta, kus Euroopa teadusruumis luuakse eri rühmade teadmisi ja erialast pädevust ühendades lisaväärtust ja uut kvaliteeti.




Ülo Niinemets
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012