Planetaarsed piirid. Häiritud aineringed

Inimesed on loonud sadu tuhandeid uusi keemilisi ühendeid, mida pole looduses kogu geoloogilise ajaloo vältel kunagi esinenud. Ainuüksi Ameerika Keemia­ühingu andmetel on selliseid ühendeid üle 350 000 – ligi kaks korda rohkem kui looduslikke keemilisi ühendeid.

Keemiatööstuse areng sai hoo sisse pärast Teist maailma­sõda, kui sõja­tööstusest üle jäänud teadmised ja tehnoloogiad suunati tsiviil­kasutusse. Sel perioodil hakati tootma polümeere, sünteetilisi ravimeid ja nano­materjale, mille kasutusele­võtt on olnud tarbimis­ühiskonna kujunemisel otsustava tähtsusega. Tänapäeval on polüetüleen (PE – näiteks kilekotid, plastpudelid) ja polüpropüleen (PP – näiteks kordus­kasutatavad plastnõud, joogi­kõrred, meditsiini­tarvikud) kõige levinumad plast­materjalid, samas nano­materjalide (nt grafeen ja fullereenid) rakendusi alles arendatakse.

Kuigi uute ühendite kasutusele­võtt on mõjunud positiivselt majandusele ning muutnud oluliselt meie tarbimis­harjumusi ja eluviisi, kaasnevad nendega ka tõsised keskkonna- ja terviseohud. Antibiootikumide välja­töötamine on aidanud päästa tohutul hulgal inimelusid, kuid samade ainete valimatu, massiline ja rutiinne tarvitamine (näiteks looma­kasvatuses profülaktikana) viib soovimatute taga­järgedeni: anti­biootikumid on jõudnud vee­keskkonda ja soodustanud antibiootikumi­resistentsuse teket (bakterid ei allu enam ravimi toimele). Kui sama aine võib olla nii elu­päästja kui ka globaalne oht, kuidas peaks ühiskond otsustama selle kasutamise üle? Kui loed tarbimise peatükki toodete keskkonna­mõju hindamisest (mõõtmine, keskkonna­märgised, rohe­pesu), siis hoia meeles, et suur osa toote­mõjust peitub just materjalides ja keemilistes ühendites.

Ainult väikest osa uutest keemilistest ühenditest on põhjalikult testitud. Ameerika Ühendriikides on hinnatud, et vaid 1% kemikaalidest on läbinud tervise- ja keskkonna­riskide hindamise. Sarnase hinnangu annab ka Euroopa Liidu keemiliste ühendite andme­baas REACH. Ravimi­tööstuses on testimine põhjalikum, kuid isegi seal keskendutakse pigem ainete lühi­ajalistele mõjudele. Uute kemikaalide ohutuse ja keskkonna­mõjude välja­selgitamine on seni toimunud ainult kontrollitud labori­tingimustes ja ühe ühendi kaupa. Vastastik­mõjud ja pikaajalised mõjud on suurel määral uurimata.

Kemikaalide koosmõjude vähene tundmine on eriti muret­tekitav. Looduses ei esine keemilisi ühendeid kunagi üksikult, vaid alati koos teiste ainetega, ja nende koosmõju on raske ennustada. Inimloodud ühendite puhul on olukord veel keerulisem. Näiteks sisaldavad plast­materjalid sageli sadu lisa­aineid, nagu pehmendajad ja leegiaeglustid, kuid vaid väheseid neist on põhjalikult uuritud. Kuigi enamikus riikides kehtivad nõuded, mille kohaselt peavad uued kemikaalid enne kasutusele­võttu läbima vähemalt teatava kontrolli (nt Euroopa Liidus REACH-määruse alusel), on see kontroll sageli piiratud. Testitakse üksik­ühendite mõju, kuid nende koos­mõju mitte. Uued keemilised ühendid töötatakse sageli välja ettevõtete arendus­töö käigus ning nende koostis või muud andmed võivad olla ärisaladus, mis muudab nende ohutuse ja kasutamise järele­valve veelgi keerukamaks.

Inimese loodud keemilised ühendid ei jää vaid inimeste loodud keskkonda. Näiteks on mikroplasti leitud kõikjalt maailmast – poolustelt, kõrg­mägede tippudest ja ookeani­süvikutest, aga ka organismidest, seal­hulgas inimkehast. Kõikjal, kus mikro­plasti leidub, kahjustab see elus­olendite tervist. Põllu­majanduses kasutatavad pestitsiidid ja herbitsiidid hävitavad peale kahjurite ka kasulikke liike. Need jõuavad ka põhjavette ja looduslikesse vee­kogudesse, häirides öko­süsteemi tasakaalu ning kahjustades inimeste tervist märksa laiemal alal.

Inimeste tekitatud radio­aktiivsed jäätmed on samuti suur probleem öko­süsteemile, sest nende ohutuks muutumine võib võtta tuhandeid kuni miljoneid aastaid. Tuuma­energia tootmine nõuab vastupidavaid hoiustamis­lahendusi, et vältida kiirguse leket loodus­keskkonda. Lekke mõju võib olla ulatuslik ja pikaajaline, kahjustades nii inimesi kui ka teisi organisme.

Peale otsese mõju võivad keemilised ühendid mõjutada kaudselt ka teisi planetaarseid piire. Paljude ainete tootmine nõuab suurt hulka energiat ja vett, saastades samal ajal keskkonda. Tootmise käigus eralduvad kasvuhoone­gaasid suurendavad kliima­muutuste ulatust, samal ajal kui mürgised kemikaalid võivad vähendada mulla ja taimede süsiniku sidumise võimet.

Uute keemiliste ühendite kasutamise riskidele on tähelepanu pööratud juba pikka aega. Selle teema üheks mõjukaimaks eest­kõnelejaks peetakse Rachel Carsonit tänu tema teosele „Hääletu kevad“ (1962), mis tõi esimesena avalikkuse ette kemikaalide kahjuliku mõju loodusele. Selle raamatu ilmumist peetakse ülemaailmse keskkonnahoiu­liikumise käivitajaks.

Maa ökosüsteemides on mitu võtme­tähtsusega toitainet, näiteks fosfor ja lämmastik, mis on taimede kasvuks häda­vajalikud. Fosfor aitab rakkudel energiat kasutada ja on tähtis valkude ehituses. Looduslikult jõuab fosfor maakoorest mulda ja vette seente, taimede ja bakterite abil. Sealt liigub see edasi toidu­ahelas taimedelt loomadele ja loomadelt edasi teistele loomadele. Fosfor jõuab veekeskkonnast maismaale tagasi näiteks vee-elustikust toituvate lindude välja­heidetega. Inimese tegevus on seda loomulikku ringet muutnud inimkonnale ohtlikul määral. Kalade ja lindude arv on vähenenud ja seetõttu ei liigu fosfor enam sama hästi maismaale tagasi. Samal ajal kasutatakse põllu­majanduses palju fosfor­väetisi, mis toidavad küll taimestikku, ent ei anna vajalikku orgaanilist ainet mullas elavatele organismidele ja mulla­elustik vaesub. Kui mullas on vähem elustikku, ei suuda taimed enam sama hästi toitaineid omastada, mistõttu tuleb kasutada rohkem väetisi. Taimed ei omasta tegelikult suurt osa väetisest ja see uhutakse vee­kogudesse. See põhjustab eutrofeerumist: vesi muutub liiga toitainete­rikkaks, vetikad hakkavad vohama ning sügavamad veealad võivad muutuda eluks kõlbmatuks.

Lämmastik on organismide ülesehituses oluline element. Lämmastikku leidub suurtes kogustes atmosfääris inertse (teiste ainetega mitte­reageeriva) gaasina, kuid sellisel kujul suurem osa organisme lämmastikku kasutada ei saa. Organismid kasutavad lämmastiku­ühendeid, mis tekivad näiteks pikse­löökidega või taime­juurtel elutsevate mügar­bakterite tegevuse tulemusel. Seetõttu on lämmastiku kätte­saadavus looduslikes süsteemides olnud alati piiratud, samas on see loodusliku tasakaalu üks elemente. Täiendav lämmastiku sattumine öko­süsteemidesse muudab süsteemide toitelisust ja seeläbi kogu süsteemi toimimist.

Inimene kasutab lämmastikku kõige enam väetistena. Lämmastik­väetiste intensiivse kasutamise tõttu on vee­kogud ja põhjavesi üha enam saastunud väetise­jääkidega. See on eriti ohtlik just inimestele, kuna me tarvitame põhja­vett joogi­veena. Väetise­jääkidega saastunud vee joomine põhjustab kognitiivseid häireid ja neuro­degeneratiivsete haiguste teket.

Fosfori- ja lämmastikuringe muutumine on otseselt seotud teiste planetaarsete piiridega. Muldade väetamine mineraal­väetistega hävitab mulla elustikku. Suurenenud fosfori- ja lämmastiku­sisaldus veekogudes kahandab nende bioloogilist mitme­kesisust. Mitmed lämmastiku­ühendid on tugeva­toimelised kasvuhoone­gaasid. Väetiste tootmisega on seotud suur veekasutus ning näiteks fosforiidi kaevandamine muudab ümbritsevat keskkonda nii taristu loomise kui ka kaevandus­jäätmete ladestamise kaudu, ohustab põhjavett ning tekitab õhusaastet.