Mine værktøjer

næste
forrige
emner

Videre til indhold. | Videre til menunavigation

Sound and independent information
on the environment

Du er her: Forside / Signaler - Velfærd og miljøet / Signaler 2013 / Interview / Det drejer sig om kemi

Det drejer sig om kemi

Skift sprog
Kemien i vores atmosfære er kompleks. Atmosfæren indeholder lag med forskellig tæthed og forskellig kemisk sammensætning. Vi bad professor David Fowler fra centret for økologi og hydrologi under Natural Environment Research Council i Det Forenede Kongerige fortælle om de forurenende stoffer og kemiske processer i atmosfæren, der indvirker på sundhed og miljø.
ImaginAIR: Ar på himlen

ImaginAIR: Ar på himlen  Image © reta De Metsenaere

Har alle gasser betydning for miljøet?

Mange af gasserne i atmosfæren har ingen særlig betydning kemisk set. Visse sporgasser som kuldioxid og dinitrogenoxid (kvælstofforilte) reagerer ikke let i luften og kaldes derfor langlivede luftarter. Også luftens hovedbestanddel, kvælstof, er stort set inaktiv i atmosfæren. Langlivede sporgasser findes i omtrent samme koncentration overalt i verden. Hvis man sammenligner en prøve fra den nordlige halvkugle og den sydlige halvkugle, er der ikke stor forskel i mængden af disse gasser i luften.

For andre gasser er der meget større forskel i koncentration. Det gælder således svovldioxid, ammoniak og solfølsomme oxidanter som ozon. Disse gasser er en trussel mod miljøet og sundheden, og da de reagerer så hurtigt i atmosfæren, beholder de ikke ret længe deres oprindelige form. De reagerer hurtigt og danner andre stoffer eller fjernes ved nedfald til jorden. De kaldes kortlivede gasser. Derfor findes de nær de steder, hvor de udledes eller dannes ved reaktion. Billeder fra telemålinger med satellitter viser, hvor man finder brændpunkterne for disse kortlivede gasser, typisk i industriområder i visse dele af verden.

Hvordan giver disse kortlivede gasser problemer med luftkvalitet og miljø?

Mange kortlivede gasser er giftige for mennesker og plantedække. I atmosfæren omdannes de desuden let til andre forurenende stoffer, nogle ved sollysets medvirken. Energien i sollyset kan spalte mange af disse reaktive, kortlivede gasser til nye kemiske forbindelser. Nitrogendioxid er et godt eksempel. Nitrogendioxid dannes hovedsageligt ved forbrænding af brændsel — benzin fra biler eller gas og kul fra kraftværker. Når nitrogendioxid udsættes for sollys, spaltes det til to nye kemiske forbindelser: dels nitrogenoxid, dels det, kemikere kalder atomar ilt.

Atomar ilt er simpelthen et enkelt iltatom. Den atomare ilt reagerer med molekylær ilt (to iltatomer kombineret til et iltmolekyle O2). Derved dannes der ozon (O3), som er giftigt for økosystemer og mennesker og et af de vigtigste forurenende stoffer i alle industrialiserede lande.

Men var det ikke i 1980’erne, at vi havde brug for ozon til at beskytte os mod for kraftig stråling fra solen?

Det er rigtigt. Men ozonlaget i stratosfæren ligger i en højde af 10 til 50 km over jordoverfladen, hvor det beskytter mod UV-stråling. Ozonen i lavere højde — ozon i jordhøjde — er derimod en trussel mod menneskers sundhed, afgrøderne og anden følsom vegetation.

Ozon er kraftigt oxiderende. Den kommer ind i planterne gennem små porer i bladene. Den optages af planten og danner frie radikaler — ustabile molekyler, der beskadiger membraner og proteiner. Planter har avancerede mekanismer til at tage sig af frie radikaler. Men når en plante skal bruge en del af den energi, den får fra sollyset og fotosyntese, til at reparere cellebeskadigelse fra frie radikaler, har den mindre energi til at vokse. Så når afgrøderne udsættes for ozon, er de mindre produktive. I hele Europa, Nordamerika og Asien forringes afgrøderne af ozon.

Hos mennesker har ozon omtrent samme kemiske virkning som hos planterne. Men i stedet for at komme ind gennem porerne i plantens overflade optages ozonen gennem lungernes indvendige overflade. Det medfører dannelse af frie radikaler i lungernes indvendige overflade og skader lungefunktionen. Især for personer med nedsat luftvejsfunktion udgør ozon derfor en risiko. Statistikken viser forhøjet daglig dødelighed i perioder med høj ozonkoncentration.

Men da disse gasser er så kortlivede, vil en drastisk beskæring af nitrogendioxidudledningen så ikke føre til et hurtigt fald i ozonindholdet?

I princippet jo. Hvis vi skar ned på udledningen, ville ozonkoncentration begynde at falde. Men ozon dannes både meget tæt på jordens overflade og hele vejen op til en højde af omkring 10 km. Så der er en masse baggrundsozon deroppe. Hvis vi standsede al udledning, ville det tage en måned at nå tilbage til den naturlige ozonkoncentration.

Men selv om Europa mindskede udledningen, ville det ikke reelt mindske vores udsættelse for ozon. En del af den ozon, der tilføres Europa, skyldes europæisk udledning af ozondannere. Men Europa udsættes også for ozon fra Indien, Kina og Nordamerika. Nitrogendioxid er i sig selv en kortlivet gas, men den ozon, den danner, har længere levetid og når derfor at blive ført verden rundt med vinden. En ensidig EU-beslutning ville skære noget af spidsværdierne af ozonproduktionen over Europa, men kun give et lille fald i den globale baggrundskoncentration. Det er, fordi Europa kun er en ud af mange bidragydere.

Europa, Indien, Japan, Kina og Nordamerika har alle et ozonproblem. Ozonproblemet findes selv lande i hurtig udvikling som Brasilien (hvor ozondannende gasser udledes ved afbrænding af biomasse og fra køretøjer). De reneste dele af verden, hvad angår ozonproduktion, er fjerntliggende områder af verdenshavene.

ImaginAIR: Air and health

(c) Cesarino Leoni, ImaginAIR/EEA

Er ozon det eneste, vi skal bekymre sig om?

Aerosoler er den anden af de to vigtigste forureningsfaktorer, og aerosoler er vigtigere end ozon. De aerosoler, vi taler om, er ikke dem, forbrugeren typisk tænker på som aerosoler — deodoranter og møbelspray, der fås i supermarkedet. For kemikeren er aerosoler små partikler i atmosfæren. De kan både være faste og væskeformige, og i fugtig luft bliver nogle af partiklerne til dråber og derefter igen til faste partikler, når luften bliver tør. Aerosoler er forbundet med øget dødelighed, især for personer med luftvejslidelser. Partikler i atmosfæren forårsager større helbredsvirkninger end ozon.

Mange forureningsfaktorer fra menneskelige aktiviteter udledes som gasser. For eksempel udledes svovl sædvanligvis som svovldioxid (SO2), og kvælstof som nitrogendioxid (NO2) og/eller ammoniak (NH3). Men når først disse gasser er kommet ud i atmosfæren, omdannes de til partikler. Ved denne proces bliver svovldioxid til sulfatpartikler, der kun er en brøkdel af en mikron.

Hvis der er tilstrækkeligt med ammoniak i luften, reagerer den med sulfatet og danner ammoniumsulfat. Hvis man undersøgte luften over Europa for 50 år siden, ville ammoniumsulfat være en meget dominerende bestanddel. Vi har imidlertid stærkt nedsat udledningen af svovl over Europa — med ca. 90 % siden 1970’erne.

Men selv om vi har mindsket udledningen af svovl, er udledningen af ammoniak ikke mindsket nær så meget. Det bevirker, at ammoniakken i atmosfæren nu reagerer med andre stoffer. For eksempel omdannes NO2 i atmosfæren til salpetersyre, som sammen med ammoniak danner ammoniumnitrat.

Ammoniumnitrat er meget flygtigt. Højere oppe i atmosfæren findes ammoniumnitrat som partikler eller dråber, men på en varm dag eller tæt på overfladen spaltes ammoniumnitrat til salpetersyre og ammoniak, der begge meget hurtigt aflejres på jordoverfladen.

Hvad sker der, når salpetersyre aflejres på jordoverfladen?

Salpetersyren tilfører kvælstof til jorden og virker faktisk som et gødningsstof for planterne. Vi gøder altså Europas naturlige miljø fra luften på samme måde som landmændene gøder jorden. Tilskuddet af kvælstofgødning til det naturlige landskab medfører forsuring og øget udledning af dinitrogenoxid. Det fremmer dog samtidig skovvæksten og er derfor både en trussel og en fordel. Den største virkning af det nedfaldne kvælstof på det naturlige landskab er den ekstra tilførsel af næringsstof til de naturlige økosystemer. Det får kvælstofelskende planter til at vokse meget hurtigt, så de udkonkurrerer langsomtvoksende arter. Dette medfører tab af mere specialiserede arter, der har tilpasset sig til omgivelser med lavt kvælstofindhold. Over hele Europa ses allerede ændringer i floraens mangfoldighed som et resultat af, at kontinentet gødes fra luften.

ImaginAIR: Air and health (flower)

(c) Cesarino Leoni, ImaginAIR/EEA

"Vi prøver hver for sig at indrette vores omgivelser, så vi får det bedst muligt. Kvaliteten af den luft, vi ånder, er vigtig for vores liv og velbefindende."
Cesarino Leoni, Italien

Vi tog os af svovludledningen og ozonlaget. Hvorfor har vi ikke gjort noget ved ammoniumproblemet?

Ammoniakudledningen kommer fra landbrugssektoren, navnlig intensiv drift med malkekvæg. Urin og gødning fra køer og får på markerne medfører udledning af ammoniak til atmosfæren. Ammoniak er meget reaktivt og tilføres let landskabet som nedfald. Desuden danner det ammoniumnitrat og giver et vigtigt bidrag til partikler i atmosfæren og de sundhedsproblemer, partiklerne medfører for mennesker. Størstedelen af den ammoniak, der udledes i Europa, falder i Europa. Der skal stærkere politisk vilje til for at indføre foranstaltninger til regulering af udledningen af ammoniak.

Det er bemærkelsesværdigt, at den politiske vilje absolut var der, da det gjaldt svovl. Jeg tror det til dels kan forklares ved, at de europæiske lande, der udledte store mængder, følte sig moralsk forpligtet over for nettomodtagerlandene i Skandinavien, der fik størstedelen af problemerne med syreregn.

Mindskelse af ammoniakudledningen vil kræve indgreb over for landbrugssektoren, og landbrugslobbyer har ret stor indflydelse i politiske kredse. I Nordamerika er det ikke anderledes. Også der er ammoniakudledning et stort problem, og heller ikke der bliver der gjort noget for at begrænse den.

David Fowlerprofessor David Fowler fra centret for økologi og hydrologi under Natural Environment Research Council i Det Forenede Kongerige

Mere information

Om atmosfærens kemi: ESPERE Climate Encyclopaedia

Geographical coverage

[+] Show Map

Kommentarer

Tilmeld dig nu!
Få meddelelser om nye rapporter og produkter. I øjeblikket har vi 32948 abonnenter. Frekvens: 3-4 e-mails om måneden.
Meddelelsesarkiv
Følg os
 
 
 
 
 
Det Europæiske Miljøagentur (EEA)
Kongens Nytorv 6
1050 København K
Danmark
Telefon: +45 3336 7100